[ES] El ácaro de Texas, Eutetranychus banksi McGregor, es nativo de América y está ampliamente distribuido por el cultivo de cítricos de este continente. En 2013, esta especie se detectó en el sur de la provincia de Valencia, afectando a la principal zona citrícola de España. El ácaro produce graves daños reduciendo la fotosíntesis, causando defoliación y decoloración de los frutos, lo que podría afectar a su valor económico. En primer lugar, este trabajo evaluó el impacto ecológico producido por la especie invasora sobre las especies de ácaros tetraníquidos residentes en los cítricos valencianos Panonychus citri (McGregor) y Eutetranychus orientalis (Klein). Desde su llegada en 2013, E. banksi se ha convertido en el tetraníquido más frecuente y abundante en cítricos desplazando competitivamente a las otras especies, reduciendo su presencia y distribución geográfica, a su vez influenciada por su historia de colonización. En segundo lugar, este trabajo estudió la distribución dentro del árbol y las tendencias estacionales de la plaga y de los ácaros fitoseidos asociados, que pueden contribuir a su control. El ácaro de Texas se alimentó principalmente en la cara adaxial (haz) de las hojas en la periferia de la copa del árbol, mostrando un único pico de población a finales de verano-principios de otoño, mientras que los fitoseidos prefirieron la cara abaxial (envés) de las hojas del interior de la copa, mostrando dos picos, uno principal en primavera y otro menos abundante en otoño. Euseius stipulatus (Athias-Henriot) fue el fitoseido más frecuente y abundante, y cuando E. banksi aumentó se desplazó a las caras adaxiales de las hojas de la parte exterior de la copa y los frutos para alimentarse de su presa, cambiando su coloración de blanco a marrón rojizo evidenciando su contribución al control biológico de la plaga. Sin embargo, no fue capaz de mantener las poblaciones de E. banksi bajo densidades tolerables debido a la desfavorable relación depredador/presa que existe en verano y principios de otoño. En tercer lugar, este trabajo pretendió describir la estructura de población del ácaro de Texas y definir un plan de muestreo. Existieron diferencias en la estructura de edad en frutos y hojas, así como entre hojas de diferentes brotes. Además, a lo largo del tiempo se observaron fluctuaciones en su composición correlacionadas con variaciones en la proporción de sexos. No se observaron diferencias de agregación entre estratos vegetales, pero sí entre estadios inmaduros y adultos, siendo las hembras las menos agregadas. La alta correlación de la población total con las formas móviles y las hembras permitió utilizar ambas como estadio de referencia para el desarrollo del plan de muestreo, estableciendo un muestreo de presencia/ausencia de 100 hojas para las hembras o 400 hojas para las formas móviles. Finalmente, un ácaro fitoseido recientemente descrito, Neoseiulus madeirensis Papadoulis & Kapaxidi, se encontró asociado a E. banksi, sugiriendo que podría ser un candidato prometedor para su control biológico. En cuarto lugar, este trabajo pretendió evaluar el potencial de este depredador para controlar las poblaciones de la plaga. Neoseiulus madeirensis mostró un rápido desarrollo y altas tasas de supervivencia y reproducción alimentándose de E. banksi. El depredador se alimentó principalmente de estadios inmaduros, siendo los huevos el estadio preferido, y mostrando una respuesta funcional de tipo II para todos los estadios de presa ensayados, que se estabilizó a altas densidades de presa con una elevada puesta de huevos. Los valores de supervivencia, reproducción y depredación han sido los mejores obtenidos hasta el momento para cualquier fitoseido ensayado previamente contra E. banksi, lo convierte en un candidato idóneo para el desarrollo de un programa de control biológico basado en sueltas aumentativas, o en la importación con vistas al establecimiento de poblaciones permanentes en cítricos. / [CA] L'àcar de Texas, Eutetranychus banksi McGregor, és nadiu d' Amèrica i està àmpliament distribuït pel cultiu de cítrics d'aquest continent. El 2013, esta espècie es va detectar al sud de la província de València, afectant la principal zona citrícola d'Espanya. L'àcar produeix greus danys reduint la fotosíntesi, causant defoliació i decoloració dels fruits, cosa que podria afectar el seu valor econòmic. En primer lloc, aquest treball va avaluar l'impacte ecològic produït per l'espècie invasora sobre les espècies d'àcars tetraníquids residents als cítrics valencians Panonychus citri (McGregor) i Eutetranychus orientalis (Klein). Des de la seva arribada el 2013, E. banksi s'ha convertit en el tetraníquid més freqüent i abundant en cítrics desplaçant competitivament les altres espècies, reduint la seva presència i distribució geogràfica, alhora influenciat per la seva història de colonització. En segon lloc, aquest treball va estudiar la distribució dins de l'arbre i les tendències estacionals de la plaga i dels àcars fitoseids associats, que poden contribuir al seu control. L'àcar de Texas es va alimentar principalment en la cara adaxial (fes) de les fulles a la perifèria de la copa de l'arbre, mostrant un únic pic de població a finals d'estiu-principis de tardor, mentre que els fitoseids van preferir la cara abaxial (revers) de les fulles de l'interior de la copa, mostrant dos pics, un de principal a la primavera i un altre menys abundant a la tardor. Euseius stipulatus (Athias-Henriot) va ser el fitoseid més freqüent i abundant, i quan E. banksi va augmentar es va desplaçar a les cares adaxials de les fulles de la part exterior de la copa i els fruits per alimentar-se de la presa, canviant la seva coloració de blanc a marró vermellós evidenciant la seva contribució al control biològic de la plaga. Tot i això, no va ser capaç de mantenir les poblacions d'E. banksi sota densitats tolerables a causa de la desfavorable relació depredador/presa que hi ha a l'estiu i principis de tardor. En tercer lloc, aquest treball va voler descriure l'estructura de població de l'àcar de Texas i definir un pla de mostreig. Hi hagué diferències en l'estructura d'edat de fruits i fulles, així com entre fulles de diferents brots. A més, al llarg del temps es van observar fluctuacions en la composició correlacionades amb variacions en la proporció de sexes. No es van observar diferències d'agregació entre estrats vegetals, però sí entre estadis immadurs i adults, sent les femelles les menys agregades. L'alta correlació de la població total amb les formes mòbils i les femelles va permetre utilitzar totes dues com a estadi de referència per al desenvolupament del pla de mostreig, establint un mostreig de presència/absència de 100 fulls per a les femelles o 400 fulls per a les formes mòbils. Finalment, una espècie fitoseid recentment descrit, Neoseiulus madeirensis Papadoulis & Kapaxidi, es va trobar associat a E. banksi, suggerint que podria ser un candidat prometedor per al seu control biològic. En quart lloc, aquest treball va voler avaluar el potencial d'aquest depredador per controlar les poblacions de la plaga. Neoseiulus madeirensis va mostrar un desenvolupament ràpid i altes taxes de supervivència i reproducció alimentant-se d'E. banksi. El depredador es va alimentar principalment d'estadis immadurs, sent els ous l'estadi preferit, i mostrant una resposta funcional de tipus II per a tots els estadis de presa assajats, que es va estabilitzar a altes densitats de presa amb una posta d'ous elevada. Els valors de supervivencia, depredació i reproducció han estat els millors obtinguts fins ara per a qualsevol espècie de fitoseid assajat prèviament contra E. banksi, cosa que el converteix en un candidat idoni per al desenvolupament d'un programa de control biològic basat en soltes augmentatives, o en la importació amb vista a l'establiment de poblacions permanents en cítrics. / [EN] The Texas citrus mite, Eutetranychus banksi McGregor, is native to the Americas and widely distributed across this continent. In 2013 it was detected in the south of the province of Valencia, affecting the main citrus-growing area in Spain. The mite produces severe damage, reducing photosynthesis, causing defoliation, and producing a lack in fruit pigmentation, which could affect its economic value. Firstly, this work evaluated the ecological impact produced by the invasive species on the resident spider mites Panonychus citri (McGregor) and Eutetranychus orientalis (Klein). Since its arrival in 2013, E. banksi has become the most frequent and abundant spider mite on citrus, competitively displacing the other species and reducing their presence and geographic range, which is influenced by its colonisation history. Secondly, this work studies the within-tree distribution and seasonal trends of the pest and associated phytoseiid mites, which may contribute to its control. The Texas citrus mite was feeding mainly on the adaxial (upper) side of leaves in the periphery of the tree canopy showing a single population peak in late summer-early autumn, while phytoseiids preferred the abaxial (lower) sides inside the canopy showing two peaks, a main spring peak and a second, less abundant, in autumn. Euseius stipulatus (Athias-Henriot) was the most frequent and abundant phytoseiid, and when E. banksi increased, it moved to the adaxial sides on outer leaves and fruits to feed on its prey and changed its colouring from white to reddish-brown, evidencing its contribution to biological pest control. However, it was not capable of maintaining E. banksi populations under tolerable densities due to the unfavourable predator/prey ratios in summer and early autumn. Thirdly, this work aimed to describe the pest population structure and define a sampling plan. There were differences in the age structure on fruits and leaves, as well as between leaves from different flushes. Furthermore, over time, there were fluctuations in its composition correlated with variations in sex-ratio. No aggregation differences among plant strata were found, but there were significant differences between immature and adult stages, the females being the less aggregated. The high correlation of the total population with the motile forms and females allowed the use of both as a reference stage in the sampling plan, establishing a presence/absence sampling of 100 leaves for females or 400 leaves for motile forms. Finally, a recently described phytoseiid mite, Neoseiulus madeirensis Papadoulis & Kapaxidi, was found to be associated with E. banksi, suggesting that it could be a promising candidate for pest suppression. Fourthly, this work aimed to evaluate the potential of this predator to control pest populations. Neoseiulus madeirensis exhibited a short developmental time, high survival and reproductive rates feeding on E. banksi. The predator was fed mainly on immature stages, with eggs being the preferred stage, showing a type II functional response for all the prey stages tested, that stabilises at high prey densities with high egg laying. Survival, predation and reproduction values were the best obtained so far for any phytoseiid previously tested against E. banksi, making it a suitable candidate for the development of a biological control program based on augmentative releases, or importation aiming for the establishment of permanent populations on citrus. / López Olmos, S. (2023). Towards the Integrated Management of the Texas Citrus Mite Eutetranychus Banksi (Acari: Tetranychidae) in Spain [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201554

Invasões biológicas tem um papel cada vez mais importante nas políticas ambientais, visto que espécies invasoras desempenham uma crescente influência sobre novos ambientes onde são introduzidas, podendo gerar grandes impactos naturais e financeiros. Estudos na área da biologia da invasão se fazem extremamente necessários para remediar e evitar novas introduções. Dentre as metodologias aplicadas ao estudo das invasões biológicas, a genética de populações apresenta diversas ferramentas uteis para responder perguntas relevantes nos esforços de controle de espécies invasoras. No presente trabalho usamos recursos moleculares aplicados à genética de populações da rã-touro (Lithobates catesbeianus), o anfíbio invasor mais disseminado no planeta. Através deste estudo foi possível compreender mais sobre a estrutura genética das populações invasoras do Brasil e do mundo, além de seu histórico de invasão e sua população nativa de origem. Entender e contextualizar as características e motivos que levam ao sucesso de uma invasão biológica é importante para esforços de combate a pragas e para evitar que outros invasores se fixem em novos ambientes. Este trabalho levantou novos conhecimentos que podem e devem ser usados em políticas de combates à invasão da rã-touro / Biological invasions play an increasingly important role in environmental policies as invasive species represent a growing impact in new environments where they are introduced, potentially causing large natural and financial problems. Studies in the field of invasion biology are extremely necessary to remedy and prevent new introductions. Among the methodologies applied to the study of biological invasions, population genetics presents several useful tools to answer relevant questions in efforts to control invasive species. In the present work we used molecular resources applied to the genetics of populations of the American Bullfrog (Lithobates catesbeianus), the most widespread invasive amphibian on the planet. Through this study it was possible to understand more about the genetic structure of the invasive populations in Brazil and in the world, and its history of invasion and its native population of origin. Understanding and contextualizing the characteristics and motives that lead to the success of a biological invasion is important for pest control efforts and to prevent other invaders from focusing on new environments. This work has raised new knowledge that can and should be used in policies to combat Bullfrog invasion

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 Parque Estadual da Ilha Anchieta PEIA, criado em 1977 na ilha de mesmo nome, é uma Unidade de Conservação de Proteção Integral muito visitada por turistas de todo o Brasil e do mundo por sua rica história e beleza cênica. Localizado no sudeste do Brasil, no município de Ubatuba, litoral norte do Estado de São Paulo, possui 828ha de área e está inserido nos domínios da Mata Atlântica. Em virtude do longo e intenso processo de ocupação humana da Ilha Anchieta que datam de tempos remotos, vastas áreas degradadas permanecem até os dias de hoje. Uma combinação de fatores históricos e características da paisagem e do relevo da ilha contribuíram para a atual situação. Através de técnicas de geoprocessamento, principalmente modelagem dinâmica da paisagem em sistemas de informação geográfica e de um banco de dados geoespaciais, analisou-se a dinâmica desses ambientes degradados a fim de entender seu comportamento nos últimos 35 anos (de 1973 até 2008) e subsidiar um plano de restauração a ser incorporado ao Plano de Manejo. Projeções de cenários futuros para os anos de 2029 e 2043 foram essenciais para mostrar que sem intervenções humanas esses ambientes degradados assim permaneceriam. Os três principais ambientes degradados são: campos de miconia, moita antropogênica de samambaia 1 (Gleichenella pectinata) e moita antropogênica de samambaia 2 (Dicranopteris flexuosa). O entendimento da dinâmica das áreas degradadas e do processo de regeneração natural foi determinante para identificar as trajetórias assumidas por esses ambientes e os fatores limitantes para o processo de sucessão secundária. Ao identificar os limiares a serem ultrapassados para desencadear os processos ecológicos que mantém a comunidade vegetal, foi possível sugerir as estratégias de restauração florestal. Nos três ambientes degradados o processo ecológico que foi perdido e necessita ser restaurado é o estabelecimento, a regeneração natural tem um potencial enorme devido à matriz florestal da ilha, mas as plântulas não conseguem se estabelecer e desenvolver-se em novos indivíduos adultos. Nas moitas de samambaias o principal fator limitante para o estabelecimento é a barreira físico-química que as pteridófitas exercem. Além de serem alelopáticas, atingem alturas superiores a 2,0m e formam adensamentos que dificultam o desenvolvimento de outras plantas. A estratégia de restauração para esses ambientes é o controle das samambaias e condução dos regenerantes. A dinâmica da paisagem mostrou que as moitas tem comportamentos distintos, sendo a moita 1 mais agressiva. Esta se expande em taxas altas sobre os outros ambientes. O agravante é que esse é o ambiente menos permeável para a floresta. Já a moita 2 permite maiores taxas de regeneração da floresta, apesar de ser muito lento o processo. Os campos de miconia perderam a resiliência devido às péssimas condições edáficas. O solo exposto sem a proteção da vegetação foi sendo erodido, compactado e lixiviado. Atualmente apresenta altos teores de alumínio e baixa matéria orgânica, dificultando o estabelecimento dos regenerantes. Nesses ambientes a estratégia para restaurar o restabelecimento é a correção e proteção do solo. / The Anchieta Island State Park - AISP, created in 1977, on the island that carries the same name, works as a Unit of Integral Protection Conservation, visited by tourists from all over Brazil and the world for its rich historical aspects and scenic beauty. Located in Southeastern Brazil, Ubatuba, northern coast of Sao Paulo state, has 828ha in size and is inserted in the Atlantic Forest domain. Because of the long and intense process of human occupation of Anchieta Island, dating back to ancient times, large areas remain degraded until the present. A combination of historical factors and landscape features and terrain of the island contributed to the current situation. Through geoprocessing techniques, particularly modelling landscape dynamics in geographic information systems and a geospatial database, it was analysed the dynamics of degraded environments in order to understand the behaviour in the last 35 years (from 1973 to 2008) and subsidize a restoration plan to be incorporated in to the Management Plan. Projections of future scenarios for the years of 2029 and 2043 were essential to show that without human intervention these degraded areas would have remained that way. Three main degraded environments are: fields of Miconia, anthropogenic fern thickets 1 (Gleichenella pectinata) and anthropogenic fern thickets 2 (Dicranopteris flexuosa). Understanding the dynamics of those degraded areas and the natural regeneration process was crucial to identify the paths taken by these environments and the limiting factors for the process of secondary succession. By identifying the threshold to be exceeded to trigger the ecological processes that maintain the plant community, it was possible to suggest strategies for forest restoration. In the degraded environments, the ecological process that has been lost and needs to be restored is the establishment, the natural regeneration has enormous potential because of the natural forests matrix of the island, but seedlings are unable to establish and develop into new adults. In both fern thickets the main limiting factor for the establishment is the physical-chemical barriers that pteridophytes exercise. Besides being allelopathic, reach heights over 2.0m and form condensate which hamper the growth of other plants. The restoration strategy for these environments is to control of ferns and conduct saplings. The dynamics of the landscape showed that the thickets have different behaviour, and thickets 1 are more aggressive. This expands at high rates on the other environments. The problem is that this environment is less permeable to the forest regeneration. Since thickets 2 allows higher rates of forest regeneration, despite being very slow process. Fields of Miconia lost their resiliency because of poor soil conditions. The bare ground without the protection of the vegetation was being eroded, compacted and leached. Currently aluminium content is high and low organic matter, hampering the establishment of saplings. In these environments the strategy to restore the forest is to correct and protect the soil.

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.

Invasões biológicas consistem em uma séria ameaça à biodiversidade. Apesar de sua presença já antiga entre os processos naturais, atividades humanas agravaram o problema das invasões nas últimas décadas e levaram essa ameaça às áreas naturais. A maioria das Unidades de Conservação brasileiras já enfrenta as consequências de introduções arbitrárias de espécies. O Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira PETAR convive com a herbácea invasora lírio-dobrejo (Hedychium coronarium) e seus impactos há décadas. Sem predadores naturais, o lírio-dobrejo se desenvolve mais rapidamente que espécies nativas e é capaz de invadir florestas de dossel fechado, limitando a sobrevivência de plântulas e brotos nativos. O objetivo deste estudo é compreender as condições físicas favoráveis ao desenvolvimento da espécie, investigar possíveis impactos microclimáticos e testar diferentes métodos mecânicos de controle e erradicação. Foram instalados oito blocos randomizados em cada uma das duas áreas de estudo. Cada bloco constituise de uma parcela de 1m² de cada um dos três tratamentos. Cinco hipóteses foram testadas: 1) uma resposta melhor de controle é obtida ao remover a planta por inteiro; 2) uma resposta melhor de controle é obtida ao remover a planta por inteiro repetidamente; 3) grande quantidade de biomassa de H. coronarium provoca diferentes condições de umidade e temperatura na região sob suas folhas; 4) quanto maior a oferta luminosa, maior o desenvolvimento de biomassa de H. coronarium; 5) arranquio favorece a recuperação da vegetação das nativas. As técnicas de manejo foram: corte raso (R), arranquio (U) e arranquio repetido (M). Subsequentemente visitas mensais registraram a resposta da comunidade herbácea por meio de parâmetros individuais de H. coronarium como altura, diâmetro basal, área basal, volume e número de folhas assim como parâmetros de toda a parcela, como número de indivíduos, cobertura vegetal relativa de H. coronarium, número de indivíduos mortos e cobertura vegetal de demais espécies. Parâmetros abióticos também foram levantados: umidade, temperatura, intensidade luminosa e cobertura de copa. Temperatura e umidade foram medidas a 0,1m (altura próxima ao solo) e a 1,5m (altura acima da vegetação herbácea), obtendo-se os índices U e T respectivamente. A análise estatística compreendeu a técnica de análise de variância com medidas repetidas e regressão linear. Os melhores resultados de controle da população de H. coronarium vieram dos tratamentos de arranquio, tanto M quanto U, e não foi diagnosticada qualquer diferença estatística entre ambos. Quanto às espécies nativas, os tratamentos que apresentaram maior regeneração foram M e U, sem qualquer diferença estatística entre si. Não há relação significativa entre T ou U e a quantidade de biomassa, tampouco entre cobertura de copa e biomassa. Quanto à intensidade luminosa, existe relação significativa com a quantidade de biomassa produzida. O arranquio manual é uma boa opção de controle da espécie e também para a regeneração de espécies nativas. Áreas mais iluminadas apresentam maior potencial de crescimento de colônias de lírio-do-brejo e devem, portanto, ser priorizadas. É aconselhável a aplicação de técnicas de restauração florestal junto à erradicação das espécies exóticas, a fim de evitar a disponibilização de áreas para novas invasões biológicas. / Biological invasions pose an enormous threat to biodiversity nowadays. Besides its old presence among natural processes, human activities have worsened the problem by multiplying considerably the exchange of seeds and propagules and pushed this threat onto natural habitats. Brazilian protected areas are highly exposed to biological invasions and most of them already face consequences of inadverted introductions. PETAR state park deals with the plant invader white ginger (Hedychium coronarium) and its impacts for decades. Also referred to as ginger lily, the species belongs to the zingiberaceae family and was introduced for ornamental purposes. Free from natural enemies, white ginger develops faster than native species and is able to invade into closed canopy forests, limiting native saplings and seedlings survival. This study aims to understand which are the environmental conditions that favour H. coronarium development, investigate eventual impacts onto microclimate conditions and testing different physical control and eradication techniques. Eight casualized blocks were installed at each of the two selected study areas. Each block consists of one 1m² plot for each of the three treatments. Five hypothesis were tested: 1. better control responses when removing the whole plant, including its rhizome; 2. better control responses when removing the whole plant more than once; 3. great amounts of H. coronarium biomass determine diverse humidity and temperature conditions beneath the leafs; 4. the higher the light offer, the more H. coronarium biomass growing; 5. hand pulling is more favorable to native vegetation recovery. Control techniques were slashing/cutting (R), hand pulling (U) and hand pulling three times (M). Monthly visits registered individual data from H. coronarium such as height, basal stem diameter, basal area, volume and number of leaves, as well as plot data such as density, H. coronarium vegetation cover, density of dead individuals and native vegetation cover. Environmental (abiotic) parameters measured were: temperature, humidity, light intensity and canopy coverage. Temperature and humidity were measured at 0,1m (soil height) and 1,5m (height above herbaceous vegetation), so that U and T were obtained. Statistical analysis included Repeated Measures ANOVA and Linear Regression. The best H. coronarium population control results came from hand pulling treatments, both M and U, as there was no statistical difference diagnosed between the two of them. Concerning the native species, the treatments presenting more native vegetation recovery were both M and U, without any statistical difference between them. No relationship was found between T or U and biomass, nor canopy cover and biomass. On the other hand, light intensity presented significant relationship with biomass. Hand pulling is an efficient choice for white ginger control and native species restoration. Sites with higher light intensities should be prioritized for management as they potentially favor a higher biomass production. As the main goal of exotics control is always to favor native vegetation recovery to original conditions, it is essential to consider restoration techniques along with exotics control, to prevent re-invasion of vacant areas.

A atual e a próxima década serão identificadas no tempo como fórum das mais relevantes preocupações com a qualidade ambiental do planeta. Temas como aquecimento global e a eminente perda da quantidade e qualidade da água são discutidos constantemente. Um outro problema ambiental mais específico tem preocupado especialistas no mundo todo, incluindo o Brasil. Trata-se da disseminação em grande escala de espécies exóticas. O tema tem sido tratado no meio científico e acadêmico como invasões biológicas e não se restringe somente às plantas.O estudo aqui apresentado trata de uma espécie arbórea com grande disseminação no país e utilizada em áreas urbanas e faixas de praia devido à sombra proporcionada na época do verão. A ocorrência do chapéu-de-sol em unidades de conservação de proteção integral pode representar uma ameaça às espécies autóctones pela ocupação do espaço. A identificação com metodologia científica das características germinativas e sucesso reprodutivo foram a forma de avaliar o grau de ameaça que a espécie representa para o ambiente de restinga.Assim, esse estudo teve o objetivo de determinar o potencial de contaminação biológica do chapéu-de-sol (Terminalia catappa L.) através da análise do índice de velocidade de germinação (IVG), tempo médio de germinação, velocidade média de germinação, freqüência germinativa, germinabilidade (G%) e análise da taxa de sobrevivência e de transição de plântulas, jovens e adultos. Os resultados indicam que as sementes da espécie podem germinar em ampla faixa de temperatura, principalmente, se estiver a pleno sol. Frutos despolpados apresentaram maior velocidade e taxa de germinação.Plântulas apresentaram elevada taxa de mortalidade comparada aos indivíduos jovens e adultos. Concluiu-se que a espécie precisa ser retirada da área de restinga, pois, apesar de ser considerada estabelecida, em condições favoráveis ela se desenvolverá ocupando o nicho de outras espécies locais. / Current and the next decade they will be identified in the time as group of the most excellent concerns with the ambient quality of the planet. Subjects as global heating and the eminent loss of the amount and quality of the water are argued constantly. A more specific ambient problem has worried specialists in the world all, including Brazil. One is about the large-scale dissemination of exotic species. The subject has been treated in the half academic as biological invasions and it is not only restricted to the plants. The study presented here it at the time deals with a trees species with great dissemination in the country and used in urban areas and beach bands due to proportionate shade of the summer. The occurrence of the singapure almond in protect areas of integral protection can represent a threat to the species for the occupation of the space. The identification with scientific methodology of the germination characteristics and reproductive success had been the form to evaluate the threat degree that the species represents for the environment of restinga. Thus, this study it had the objective to determine the potential of biological contamination of the singapure almond (Terminalia catappa L.) through the analysis of the index of germination speed (IVG), average time of germination, average speed of germination, frequency of germination, germinability (G%) and analysis of the tax of survival and transistion of seedly, young and adults. The results indicate that the seeds of the species can germinate in ample band of temperature, mainly, will be the full sun. Pulped fruits had presented greater speed and tax of germination. Seedly had presented high tax of comparative mortality to adult and youngs. The necessary species was concluded that to be removed of the area of restinga, therefore, although to be considered established, in favorable conditions it will develop itself occupying the niche of other local species.

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.