O tamanduá-bandeira (Myrmecophaga tridactyla) se distribui amplamente ao longo da região Neotropical, porém é provável que esteja extinto da maior parte de sua extensão original, notadamente na América Central e nos limites austrais de sua distribuição. O táxon está ameaçado de extinção globalmente (IUCN) e também em âmbito nacional. Embora historicamente a espécie ocorra em todos os biomas brasileiros, hoje é considerada extinta nos Pampas, quase extinta na Mata Atlântica, sendo que na Caatinga sua presença necessita de confirmação e no Cerrado suas populações vem sofrendo drásticas reduções. Atualmente não há estudos de revisão da distribuição da espécie nos biomas brasileiros, tão pouco foi avaliado se as áreas mais adequadas à espécie estão sendo protegidas e o conhecimento existente é insuficiente para adotar estratégias de conservação adequadas. Dessa maneira, o presente estudo teve como principal objetivo modelar a distribuição potencial e atual do tamanduá-bandeira no Brasil e nos biomas brasileiros, a fim de identificar quais variáveis preditoras melhor explicam a ocorrência da espécie em diferentes escalas. Além disso, a partir dos modelos de distribuição atual, os biomas foram avaliados quanto à adequabilidade ambiental (i.e. probabilidade de presença) e foram realizadas uma análise de lacunas e a identificação de áreas prioritárias para a conservação. A distribuição potencial do tamanduá-bandeira foi melhor explicada em escala continental, por variáveis bioclimáticas (sazonalidade de temperatura e precipitação) e topográficas (altitude), enquanto que a distribuição atual foi bem explicada nas duas escalas, por variáveis de uso e cobertura da terra (porcentagens de cobertura arbórea, de silvicultura e de cana-de-açúcar). O Cerrado foi o bioma de maior adequabilidade ambiental à espécie, seguido da Amazônia, Pantanal, Mata Atlântica e Caatinga, sendo que não foram obtidos registros recentes para os Pampas. Menos de 10% da distribuição atual do tamanduá-bandeira no Cerrado e Pantanal encontra-se protegida por Unidades de Conservação, existindo uma lacuna parcial de conservação. Áreas prioritárias para a espécie incluem um corredor central no Cerrado, grande parte do Pantanal e áreas de transição (ecótonos) com outros biomas. Os resultados obtidos neste estudo permitiram preencher lacunas de conhecimento acerca da distribuição do tamanduá-bandeira, bem como dar suporte para o planejamento de sua conservação. / The giant anteater (Myrmecophaga tridactyla) is widely distributed throughout the Neotropical region, but is probably extinct from most of its range, notably in Central America and the southern limits of its distribution. The species is listed as Vulnerable on the IUCN and national Red Lists. Although historically present in all Brazilian biomes, there are no studies reviewing its distribution, nor has it been evaluated if the Brazilian federal conservation units are protecting the areas most suitable to the species. Thus, the aim of this study was to model the potential and current distribution of the giant anteater in Brazil and Brazilian biomes, to identify which predictor variables best explain the occurrence of the species at different scales. Current distribution models were used to evaluate the biomes environmental suitability (i.e. probability of presence) and a gap analyses were performed. Also, priority areas for conservation were identified. The potential distribution of the anteater was better explained on a continental scale by bioclimatic (seasonality of temperature and precipitation) and topographic (altitude) variables, while the current distribution was well predicted in both scales, by land cover variables (percentages of tree cover, silviculture, and sugarcane). The Cerrado was the biome of greater environmental suitability to the species, followed by the Amazon, the Pantanal, the Atlantic Forest and the Caatinga. No recent records were obtained for the Pampas. Conservation units protect less than 10% of the current distribution of the giant anteater in the Cerrado and Pantanal. Priority areas for the species include a central corridor in the Cerrado, much of the Pantanal and ecotones. The results obtained in this study helped to fill knowledge gaps on the distribution of the giant anteater in Brazil, supporting actions for its conservation.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_eduardo_pacifico.pdf: 1146266 bytes, checksum: 35376f6282f701f0d901fd00680cea93 (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Endemic species have higher risk of extinction and are the focus of conservation efforts because they are confined to specific areas. Evidently, extinction vulnerability variation among endemic species should be mainly explained by their range distribution. Because they have specific eco-physiological traits, anurans are particularly sensitive to global climate change (GCC). Thus, the goals of this study are to present a new anuran endemic species list of Cerrado, to discuss issues related to endemism and to determine if the current potential distribution is able to predict the species extinction vulnerability in GCC. We analyze anuran species that were considered endemic in previous studies plus recently described species. We used two modeling procedures (Maxent and Mahalanobis distance method), three climate models (CCCma, CSIRO and HadCM3) and two carbon emissions scenarios (A2 and B2). Analyses were performed separately for each set of conditions (method, model and scenario) and then we analyzed the emergent pattern. There are 33 Cerrado endemic anuran species, belonging to ten families, representing 20.4% of Cerrado s anurans and 3.8% of Brazilian anurans. Most species have few occurrence points (mean ± standard deviation: 4.9 ± 4.6). Twelve endemic species have all their occurence points near to the boundaries of Cerrado and twelve have all their occurence points in the center of the biome. Small changes in biome boundaries alter the number of endemic species. Therefore, the endemism concept is strongly linked to the biome definition, the sampling effort, the correct species identification and the existing information released. Using the biome limits defined by the Brazilian government, Cerrado endemic anurans with small range distribution have less overlap between the current and the future distributions than Cerrado endemic anurans with large range distribution, indicating that species with small range have a higher risk of extinction. Nevertheless, Cerrado endemic anurans with small range distribution have more proportional gain of suitable area in the future than Cerrado endemic anurans with large range distribution. Consequently, there will be adequate area for all species. However, only species that could move to suitable places will persist. Hence, species persistence, mainly for species with small range size, depends largely on the connectivity of suitable habitat and dispersal rates that allow the colonization of new areas. / Por estarem restritas a um determinado local, é esperado um maior risco de extinção para as espécies endêmicas, sendo elas o foco de ações conservacionistas. A variação da vulnerabilidade à extinção entre espécies endêmicas deve ser principalmente explicada pelo tamanho de suas distribuições. Por possuírem características eco-fisiológicas específicas, os anuros são especialmente sensíveis às mudanças climáticas globais (MCG). Assim, o objetivo geral é apresentar uma nova lista de espécies de anuros endêmicos do Cerrado, discutir questões relacionadas ao endemismo e determinar se a distribuição potencial atual é capaz de predizer a vulnerabilidade das espécies às MCG. Analisamos as espécies de anuros que foram consideradas endêmicas em estudos prévios e as espécies descritas recentemente. Utilizamos dois procedimentos de modelagem (Maxent e o método de distância de Mahalanobis), três modelos climáticos (CCCma, CSIRO e HADcm3) e dois cenários de emissão de carbono (A2 e B2). As análises foram feitas separadamente para cada conjunto de condições (método, modelo e cenário) e depois analisamos o padrão global. São 33 espécies de anuros endêmicos do Cerrado, de dez famílias, representando 20.4% das espécies que ocorrem no Cerrado e 3.8% das espécies que ocorrem no Brasil. A maioria das espécies possui poucos pontos de ocorrência (média de registros ± desvio padrão: 4.9 ± 4.6). Das espécies endêmicas, 12 têm distribuição exclusivamente marginal no bioma e 12 têm distribuição exclusivamente central. Pequenas mudanças nos limites do bioma alterariam o número de espécies endêmicas. Portanto, o conceito de endemismo está fortemente ligado à definição do bioma, ao esforço amostral, à correta identificação das espécies e à disponibilização e agrupamento das informações existentes. Para os anuros endêmicos do Cerrado, quanto menor o tamanho da distribuição atual da espécie, menor é a sobreposição com sua distribuição futura, indicando que estas espécies estarão expostas a um maior risco de extinção. Entretanto, quanto menor a distribuição atual, maior o ganho proporcional de área adequada no futuro e maior o deslocamento da distribuição em relação presente. Desta forma, existirá área adequada para as espécies, entretanto somente as que se deslocarem persistirão. Portanto, a persistência das espécies, principalmente as de menor tamanho de distribuição atual, dependerá em grande parte da conectividade dos habitats adequados e das taxas de dispersão que permitirão a colonização de novas áreas.

Os grandes carnívoros necessitam de vastos territórios para sobreviver em longo prazo, sendo que sua coexistência com humanos é fundamental, porém gera conflitos. O objetivo geral dessa tese é integrar a conservação de grandes carnívoros ao processo de planejamento de uso e ocupação da terra do estado de São Paulo. Para isso os objetivos específicos são: (1) sistematizar, espacializar e analisar a ocorrência de grandes carnívoros, estabelecendo correlações com os padrões de uso e ocupação da terra, variáveis climáticas e topográficas; (2) estabelecer áreas prioritárias para conservação de grandes carnívoros no estado de São Paulo; e (3) caracterizar os padrões de uso e conservação da terra nos municípios indicando necessidades e oportunidades para conservação (ênfase em Brotas-SP). O delineamento desse estudo foi feito buscando a aplicação de Modelos de Distribuição de Espécies - MDEs (espécies estudadas: Chrysocyon brachyurus, Leopardus Pardalis e Puma concolor) em uma abordagem de Planejamento Sistemático da Conservação - PSC. Para isso, foi aplicado o algoritmo MAXENT para as análises de distribuição das espécies e o algoritmo ZONATION para análises de priorização espacial e identificação de áreas prioritárias para conservação. Os modelos gerados mostraram alto desempenho (AUCs ≥ 0.8) e foram significantes (p ≤ 0.05) para o limite de corte mais inclusivo considerado \"minimum training presence\". Apesar da plasticidade das espécies estudadas, a variável porcentagem de vegetação nativa foi uma das três mais importantes para os modelos gerados. A distribuição das espécies abrange tanto paisagens naturais quanto paisagens antropizadas, porém as áreas com alta adequabilidade ambiental (acima de 0.5) se concentram em regiões com vegetação nativa remanescente e em sua maior parte não estão protegidas em Unidades de Conservação de Proteção Integral. Os resultados das análises de priorização espacial mostraram prioridades altas para os carnívoros concentradas na região central do estado de São Paulo, onde existem conflitos entre a demanda por áreas para conservação e a demanda por áreas para desenvolvimento humano. Recomenda-se a ampliação das UCPIs nessa região e ações de manejo e conservação em propriedades privadas (ex. Reservas Legais e Áreas de Preservação Permanente). Tanto as prioridades para conservação como as prioridades para desenvolvimento são muito diferentes entre os municípios do estado de São Paulo. Sendo assim, as estratégias precisam ser elaboradas caso a caso em escala municipal. Brotas possui localização estratégica na conservação de grandes carnívoros com alta porcentagem de áreas núcleo e alto potencial ecoturístico, sendo recomendada a expansão de UCPIs e a restauração da vegetação nativa para ampliar a proteção de grandes carnívoros. Os resultados desse estudo devem informar o processo de tomada de decisão (Ex. Planos de Ação para Conservação de Espécies Ameaçadas; Zoneamentos; Avaliações de Impactos Ambientais) e a abordagem metodológica serve como um modelo para orientar processos semelhantes que visam à conservação de espécies em outras regiões. / Large carnivores need large territories to survive in long term, requiring the use of existing protected areas and private properties with many land uses types and human occupation levels for dispersion and as additional habitat. Thus, the coexistence between large carnivores and humans is essential. However, it leads to conflicts of interest. The overall objective of this thesis is to integrate the conservation of large mammals to land use planning process in São Paulo State, Brazil. For this, the specific objectives are: (1) to systematize, to spatialize and to analyze the occurrence of large mammals, establishing correlations between large mammals distribution and land use patterns, climatic and topographic variables; (2) to establish priority areas for conservation of large mammals in São Paulo State; and (3) to characterize the land use and conservation patterns in São Paulo\'s municipalities (emphasis in Brotas-SP). The design of this study aimed to apply Species Distribution Models tools (species studied: Chrysocyon brachyurus, Leopardus Pardalis and Puma concolor) in an approach of Systematic Conservation Planning. For this, MAXENT algorithm was applied for species distribution modelling and Zonation algorithm was applied for spatial prioritization analysis and conservation priority areas identification. All models were significant (p ≤ 0.05) considering the minimum training presence threshold showing high performance (AUC ≥ 0.8). Despite the plasticity of the species, the variable percentage of native vegetation was one of the top three most important for all models. The distribution of the species covers both natural and disturbed landscapes, but high environmental suitability areas (up to 0.5) concentrate in regions with native vegetation fragments. However the most part of these areas are not protected by law. Spatial prioritization results showed high priorities for carnivores concentrate in the central region of São Paulo, where there are conflicts there are both high demand for carnivore conservation and high demand for human development. Conservation strategies need to be developed case by case because both priorities for conservation and priorities for development were showed very different between the municipalities. For example, Brotas is strategic for carnivore\'s conservation, having high percentage of core areas in its territory and high ecotourism potential. However the percent of native vegetation cover is low. Therefore, it is recommended protected areas expansion and native vegetation restoration to increase the protection of large carnivores in Brotas. This study highlights the importance of a landscape planning approach to improve the conservation outlook for large mammals, including not only the establishment and management of protected areas, but also native habitat conservation and management on private lands. Importantly, the results may inform environmental policies and land use planning in São Paulo State, Brazil (e.g. Action Plan for Conservation of Endangered Species; Zoning; Reviews of Environmental Impacts), and it serves as a useful model to guide similar process for other large-carnivore species world-wide.

Atualmente estamos presenciando mudanças climáticas ao nível global sem precedentes, as quais se tornarão mais severas no decorrer dos anos, podendo causar danos irreversíveis à biodiversidade. Como as espécies irão reagir a essas mudanças e quais ações de conservações devem ser tomadas estão entre os tópicos mais significantes na ecologia atualmente. As mudanças climáticas têm sido apontadas como uma das principais causas de reduções (e alterações) na distribuição geográfica e abundância de muitas espécies, e até mesmo a extinção. Os modelos de nicho ecológico têm sido uma ferramenta muito utilizada a fim de compreender como a distribuição das espécies pode ser afetada pelas mudanças climáticas. Os modelos fornecem valiosas informações sobre o potencial efeito das mudanças climáticas na distribuição futura das espécies, podendo assim ser usado para a compreensão de como e quais espécies podem ser mais afetadas, além dos locais adequados para sua conservação. Uma vez que informações importantes sobre os organismos não são incorporadas nos modelos, é fundamental o conhecimento sobre a biologia e história natural das espécies para a interpretação dos resultados. No presente estudo é aprestada uma revisão sobre o atual estado de conhecimento das quatro espécies do gênero Eunectes em relação à distribuição geográfica, uso do habitat e microhabitat, atividade diária e sazonal, reprodução, tamanho corporal, dieta e status de conservação. Adicionalmente aspectos da história natural de uma população da sucuri verde, Eunectes murinus, foram estudados em locais florestados, na cidade de Bonito, MS, e aqui são apresentados dados sobre movimentação, uso do microhabitat, reprodução e dieta. Ainda, foram desenvolvidos modelos de nicho climático para cada uma das quatro espécies a fim de entender os possíveis impactos das mudanças climáticas nessas espécies em dois cenários futuros. Foram assumidas duas abordagens de dispersão, com livre dispersão e sem dispersão. A partir dos resultados foi possível reconhecer padrões na biologia das espécies de Eunectes, identificar as principais lacunas de conhecimento e sugerir onde esforços em pesquisa devem ser focados. Além disso, importantes dados sobre a história natural da sucuri verde (E. murinus) foram registrados. Foi observado que, em relação à movimentação, dieta e reprodução, aparentemente a espécie mantém o padrão já registrado em estudos anteriores. Entretanto, o uso do microhabitat diferiu substancialmente, tendo sido encontrado um número muito elevado de indivíduos utilizando árvores. As projeções futuras indicam que, para o intervalo entre os anos de 2061-2080, todas as espécies, menos E. notaeus, perderão grande quantidade de hábitat climaticamente adequado, sendo E. deschauenseei a mais afetada (100% de perda com e sem dispersão no pior cenário). Ainda, as análises apontam que haverá uma mudança de local adequado para a potencial ocorrência de três espécies. Sem dispersão, todas as espécies perderão área, sendo que E. beniensis perderá 100% de habitat adequado em ambos os cenários de alterações climáticas. As informações geradas por este estudo ajudam a melhorar a compreensão da ecologia, história natural e distribuição das espécies do gênero, bem como indica quais as espécies poderão ser mais prejudicadas pelas mudanças climáticas em curso. Finalmente, os resultados fornecem subsídios para a formulação de planos de conservação, indicando importantes áreas que poderão servir de refúgio climático para as espécies / We are currently witnessing unprecedented global climate change, which will become more severe over the years and can cause irreversible damage to biodiversity. How species will react to these changes and what conservation actions should be taken are among the most significant topics in ecology today. Climate change has been identified as a major cause of reductions (and changes) in geographic distribution and abundance of many species, and even extinction. Ecological niche models have been widely used in order to understand how the distribution of species can be affected by climate change. The models provide valuable information on the potential effect of climate change on the future distribution of species and can be used to assess how and which species may be most affected, as well as the appropriate sites for their conservation. Since important information about the species is not incorporated into the models, the knowledge about their biology and natural history is crucial for interpretating the results. In the present study a review is presented on the current state of knowledge about the four species of the genus Eunectes in relation to geographic distribution, habitat and microhabitat use, daily and seasonal activity, reproduction, body size, diet and conservation status. In addition, natural history aspects of a green anaconda (E. murinus) population were studied in forested sites in the Bonito municipality, Mato Grosso do Sul state, Brazil, where data on movement, microhabitat use, reproduction and diet are presented. Furthermore, climate niche models were developed for each of the four species in order to understand the possible impacts of climate change under two future scenarios.Two dispersion approaches were performed, with \"free dispersion\" and \"no dispersion\". It was possible to recognize patterns in the biology of Eunectes species, identify the main knowledge gaps and to suggest where research efforts should be focused. Moreover, important data on the natural history of the green anaconda (E. murinus) were recorded. It was observed that, in relation to movement, diet and reproduction, the species apparently maintains the pattern recorded in previous studies. However, the use of the microhabitat differed substantially, with a very high number of individuals being found on trees. Future projections indicate that, for the interval between the years 2061-2080, all species, but E. notaeus, will lose a large amount of climatically suitable habitat, with E. deschauenseei being the most affected (100% loss with and without dispersion in the worst scenario). Future projections also indicate that there will be a shift in the distribution of suitable habitat for the potential occurrence of three species. Without dispersion, all species will lose area, and E. beniensis will lose 100% of suitable habitat in both climate change scenarios. The information generated by this study helps to improve the knowledge about the ecology, natural history and distribution of the species of Eunectes, as well as indicates which species may be most affected by ongoing climate change. Finally, the results provide subsidies for the formulation of conservation plans, indicating important areas that could serve as a climate refuge for the species

A modelagem de distribuição de espécies é uma técnica cuja finalidade é estimar modelos baseados em nichos ecológicos. Esses modelos podem auxiliar nos processos de tomadas de decisões, no planejamento e na realização de ações que visem a conservação e a preservação ambiental. Existem diversas ferramentas projetadas para modelagem de distribuição de espécies, dentre elas o framework openModeller, na qual este trabalho está inserido. Várias técnicas de Inteligência Artificial já foram utilizadas para desenvolver algoritmos de modelagem de distribuição de espécies, como Entropia Máxima. No entanto, as ferramentas estatísticas tradicionais não disponibilizam pacotes com o algoritmo de Entropia Máxima, o que é comum para outras técnicas. Além disso, apesar de existir um software gratuito específico para modelagem de distribuição de espécies com o algoritmo de Entropia Máxima, esse software não possui código aberto. Assim, a base deste trabalho é a investigação acerca da modelagem de distribuição de espécies utilizando Entropia Máxima. Desta forma, o objetivo principal é definir diferentes estratégias para o algoritmo de Entropia Máxima no contexto da modelagem de distribuição de espécies. Para atingir esse objetivo, foram estabelecidos um conjunto de alternativas possíveis a serem exploradas e um conjunto de métricas de avaliação e comparação das diferentes estratégias. Os resultados mais importantes desta pesquisa foram: um algoritmo adaptativo de Entropia Máxima, um algoritmo paralelo de Entropia Máxima, uma análise do parâmetro de regularização e um método de seleção de variáveis baseado no princípio da Descrição com Comprimento Mínimo (MDL Minimum Description Length), que utiliza aprendizagem por compressão de dados. / Species distribution modeling is a technique the purpose of which is to estimate models based on ecological niche. These models can assist decision making processes, planning and carrying out actions aiming at environmental conservation and preservation. There are several tools designed for species distribution modeling, such as the open- Modeller framework, in which this work is inserted. Several Artificial Intelligence techniques have been used to develop algorithms for species distribution modeling, such as Maximum Entropy. However, traditional statistical tools do not offer packages with the Maximum Entropy algorithm, which is common to other techniques. Furthermore, although there is specific free software for species distribution modeling with the Maximum Entropy algorithm, this software is not open source. The basis of this work is the investigation of the species distribution modeling using Maximum Entropy. Thus, its aim is to define different strategies for the Maximum Entropy algorithm in the context of the species distribution modeling. For this, a set of possible alternatives to be explored and a set of metrics for evaluation and comparison of the different strategies were established. The most important results were: an adaptive Maximum Entropy algorithm, a parallel Maximum Entropy algorithm, an analysis of the regularization parameter and a variable selection method based on the Minimum Description Length principle, which uses learning by data compression.

A área de pesquisa científica, denominada computação e biodiversidade, tem por desafio suprir a demanda por tecnologias de apoio à conservação da biodiversidade, fornecendo ferramentas computacionais aplicadas ao estudo da biodiversidade. Os modelos de distribuição geográfica de espécies têm uma importante contribuição para o entendimento da biodiversidade e no apoio para a tomada de decisão em conservação dos recursos de biodiversidade. Os resultados da modelagem de distribuição de espécies, não apresentam com clareza os tratamentos aplicados aos dados na etapa de pré-análise e os critérios de seleção das variáveis preditoras, o que agrava a incerteza quanto aos resultados obtidos e prejudica a reprodutibilidade do experimento. Assim, o objetivo desta pesquisa é apresentar o processo de modelagem de distribuição de espécie com destaque para as atividades de pré-análise e atividades de seleção das variáveis preditoras. O processo de modelagem de distribuição de espécies proposto é avaliado por meio de estudo de caso de Modelagem de Distribuição de Espécies do polinizador Centris hyptidis e das plantas oleaginosas Angelonia campestris e Angelonia cornigera, que considera como fator biótico a especialização da interações entre essas plantas e o polinizador. Neste estudo de caso pode-se verificar que a aplicação de técnicas estatísticas exploratórias de dados na etapa de pré-análise do processo de modelagem distribuição de espécies permite a avaliação da qualidade dos pontos de ocorrência, essenciais para o desempenho preditivo do modelo final. / The area of research called biodiversity informatics, or bioinformatics, has to face the challenge of meeting the demand for technologies to support the conservation of biodiversity, providing computational tools applied to the study of biodiversity. The models of geographic distribution of species have a fundamental implication for understanding the biodiversity and conservation decision making. Researches on modeling species distributions generally do not present clearly the treatments applied to the data in the pre-analysis and criteria for selection of predictor variables, which increases the uncertainty regarding the results and affect the reproducibility of experiment. The objective of this research is to present the process of species distribution modeling with emphasis on the activities of pre-analysis and activities selection of the predictor variables, such as to favor its repeatability and reproducibility by other researchers. The process of modeling species distribution proposed is validated on a case study of modeling distribution of pollinator species Centris hyptidis and oilseed Angelonia campestris and Angelonia cornigera, a biotic factor that considers the specialization of these interactions between plants and pollinators. In this case study we can observe one of the main contributions of this work: the application of statistical techniques for data exploration in the pre-analysis of species distribution modeling process, with improved capacity for evaluation and selection of points of occurrence essential to the performance of the predictive model.

A modelagem de distribuição de espécies é uma técnica cuja finalidade é estimar modelos baseados em nichos ecológicos. Esses modelos podem auxiliar nos processos de tomadas de decisões, no planejamento e na realização de ações que visem a conservação e a preservação ambiental. Existem diversas ferramentas projetadas para modelagem de distribuição de espécies, dentre elas o framework openModeller, na qual este trabalho está inserido. Várias técnicas de Inteligência Artificial já foram utilizadas para desenvolver algoritmos de modelagem de distribuição de espécies, como Entropia Máxima. No entanto, as ferramentas estatísticas tradicionais não disponibilizam pacotes com o algoritmo de Entropia Máxima, o que é comum para outras técnicas. Além disso, apesar de existir um software gratuito específico para modelagem de distribuição de espécies com o algoritmo de Entropia Máxima, esse software não possui código aberto. Assim, a base deste trabalho é a investigação acerca da modelagem de distribuição de espécies utilizando Entropia Máxima. Desta forma, o objetivo principal é definir diferentes estratégias para o algoritmo de Entropia Máxima no contexto da modelagem de distribuição de espécies. Para atingir esse objetivo, foram estabelecidos um conjunto de alternativas possíveis a serem exploradas e um conjunto de métricas de avaliação e comparação das diferentes estratégias. Os resultados mais importantes desta pesquisa foram: um algoritmo adaptativo de Entropia Máxima, um algoritmo paralelo de Entropia Máxima, uma análise do parâmetro de regularização e um método de seleção de variáveis baseado no princípio da Descrição com Comprimento Mínimo (MDL Minimum Description Length), que utiliza aprendizagem por compressão de dados. / Species distribution modeling is a technique the purpose of which is to estimate models based on ecological niche. These models can assist decision making processes, planning and carrying out actions aiming at environmental conservation and preservation. There are several tools designed for species distribution modeling, such as the open- Modeller framework, in which this work is inserted. Several Artificial Intelligence techniques have been used to develop algorithms for species distribution modeling, such as Maximum Entropy. However, traditional statistical tools do not offer packages with the Maximum Entropy algorithm, which is common to other techniques. Furthermore, although there is specific free software for species distribution modeling with the Maximum Entropy algorithm, this software is not open source. The basis of this work is the investigation of the species distribution modeling using Maximum Entropy. Thus, its aim is to define different strategies for the Maximum Entropy algorithm in the context of the species distribution modeling. For this, a set of possible alternatives to be explored and a set of metrics for evaluation and comparison of the different strategies were established. The most important results were: an adaptive Maximum Entropy algorithm, a parallel Maximum Entropy algorithm, an analysis of the regularization parameter and a variable selection method based on the Minimum Description Length principle, which uses learning by data compression.

A área de pesquisa científica, denominada computação e biodiversidade, tem por desafio suprir a demanda por tecnologias de apoio à conservação da biodiversidade, fornecendo ferramentas computacionais aplicadas ao estudo da biodiversidade. Os modelos de distribuição geográfica de espécies têm uma importante contribuição para o entendimento da biodiversidade e no apoio para a tomada de decisão em conservação dos recursos de biodiversidade. Os resultados da modelagem de distribuição de espécies, não apresentam com clareza os tratamentos aplicados aos dados na etapa de pré-análise e os critérios de seleção das variáveis preditoras, o que agrava a incerteza quanto aos resultados obtidos e prejudica a reprodutibilidade do experimento. Assim, o objetivo desta pesquisa é apresentar o processo de modelagem de distribuição de espécie com destaque para as atividades de pré-análise e atividades de seleção das variáveis preditoras. O processo de modelagem de distribuição de espécies proposto é avaliado por meio de estudo de caso de Modelagem de Distribuição de Espécies do polinizador Centris hyptidis e das plantas oleaginosas Angelonia campestris e Angelonia cornigera, que considera como fator biótico a especialização da interações entre essas plantas e o polinizador. Neste estudo de caso pode-se verificar que a aplicação de técnicas estatísticas exploratórias de dados na etapa de pré-análise do processo de modelagem distribuição de espécies permite a avaliação da qualidade dos pontos de ocorrência, essenciais para o desempenho preditivo do modelo final. / The area of research called biodiversity informatics, or bioinformatics, has to face the challenge of meeting the demand for technologies to support the conservation of biodiversity, providing computational tools applied to the study of biodiversity. The models of geographic distribution of species have a fundamental implication for understanding the biodiversity and conservation decision making. Researches on modeling species distributions generally do not present clearly the treatments applied to the data in the pre-analysis and criteria for selection of predictor variables, which increases the uncertainty regarding the results and affect the reproducibility of experiment. The objective of this research is to present the process of species distribution modeling with emphasis on the activities of pre-analysis and activities selection of the predictor variables, such as to favor its repeatability and reproducibility by other researchers. The process of modeling species distribution proposed is validated on a case study of modeling distribution of pollinator species Centris hyptidis and oilseed Angelonia campestris and Angelonia cornigera, a biotic factor that considers the specialization of these interactions between plants and pollinators. In this case study we can observe one of the main contributions of this work: the application of statistical techniques for data exploration in the pre-analysis of species distribution modeling process, with improved capacity for evaluation and selection of points of occurrence essential to the performance of the predictive model.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lonchophylla bokermanniSazima, Vizotto & Taddei, 1978 é uma espécie de morcego nectarívoro de médio porte endêmica do sudeste brasileiro. Pouco se sabe sobre sua biologia e distribuição geográfica, e por isso mesmo é classificada pela União para Conservação da Natureza (IUCN) como Deficiente de Dados. Está, no entanto, na lista brasileira da fauna ameaçada de extinção, sendo considerada Vulnerável por apresentar distribuição restrita, populações pequenas e isoladas, e estar vivenciando uma rápida destruição de seus habitats.Uma das mais importantes lacunas no conhecimento sobre L. bokermanni é o seu padrão de distribuição geográfica. Esta espécie possui uma distribuição disjunta, com uma forma na porção interior de sua distribuição, restrita aos arredores de sua localidade tipo, e uma forma com uma distribuição mais ampla, entre a Serra do Mar e o litoral. Existe a possibilidade de que a forma costeira possa corresponder a uma espécie ainda não descrita, visto que possui antebraços menores e algumas medidas cranianasdiferentes em relação a forma do interior.Nesta dissertação procuro gerar dados quantitativos mínimos necessários para determinar o status de conservação de L. bokermanni segundo os critérios da IUCN. Tendo em vista as incertezas taxonômicas, sempre que possível as análises foram feitas com três conjuntos de dados: i) todos os registros de ocorrência, assumindo que representam uma única espécie, ii) apenas com os dados da forma do interior, assumindo que representam L. bokermanni, e iii) apenas com os dados da forma costeira, assumindo que representam uma nova espécie. No primeiro capítulo foram identificadas áreas prioritárias para a busca de novas populações de L. bokermanni Essas áreas apresentam as condições climáticas e altitudinais típicas para a espécie, mantêm sua cobertura florestal, têm poucos inventários de quirópteros e estão fora da área de distribuição conhecida da espécie. O capítulo também apresenta o resultado da busca em campo por novas populações da espécie em três destas áreas prioritárias, ao sul da distribuição conhecida. No segundo capítulo a probabilidade de detecção e ocupação de Lonchophylla bokermanni foi modelada em escala regional e local, utilizando covariáveis ambientais e metodológicas que podem explicar os padrões encontrados. O grau de incerteza na distribuição conhecida da espécie foi avaliado, e estimou-se o esforço mínimo necessário para termos confiançana ausência da espécie em uma localidade. No terceiro capítulo a informação apresentada nos capítulos anteriores foi utilizada para determinar o status de conservação de L. bokermanni (segundo o critério de Extensão de Ocorrência da IUCN), discutir o estado atual de conhecimento sobre a espécie e as consequências de possíveis mudanças taxonômicas para seu status de conservação. / Lonchophylla bokermanni Sazima, Vizotto & Taddei, 1978 is a medium sized nectar-feeding bat endemic to forested areas in southeastern Brazil.In the Brazilian Threatened Species List it is assigned as Vulnerable to extinction because it has a restricted distribution, small and isolated populations, and its habitat is being lost at a very fast rate. The species was recorded in few localities, however, and little is known about its biology. Because not enough information is available to assess the species distribution, which may be widespread or restricted, L. bokermanni is listed as Data Deficient by the IUCN.One of the largest knowledge gaps for Lonchophyllabokermanni is the pattern of its geographic distribution. As currently defined the species has a disjunct distribution, with one form occurring in a restricted area in the interior of the distribution around its type locality, and another on a more widespread area on the coastal portion of its distribution. There is a possibility that the coastal form represents a distinct undescribed species, as it has differences in cranial measures and shorter forearms than the form found in the type locality, in the interior portion of the distribution.The aim of this study is to create minimum quantitative data necessary to assess the conservation status of L. bokermanni using the IUCN criteria. Having in mind all the taxonomic uncertainty, all analisys were made using three datasets: i) all records represent a single species, ii) records from interior form only, assuming it represents L. bokermanni, and iii) records from coastal form only, assuming it represents a new species, yet undescribed. Priority areas for the search of new populations of L. bokermanni were identified using geographic distribution models. These areas present suitable climatic and altitudinal conditions, forest cover, few bat surveys and they are outside of known range of occurrence. We also report the results of the search for new population in 3 priority areas, south to the known range of occurrence of the species. The occupancy and detectability were modeled at the local and regional scale, using environmental and methodological covariates to explain the the observed patterns. The uncertainty about the known distribution was assessed and the minimum sampling effort to be sure of the absence of L. bokermanni in anarea was estimated. To assess L. bokermannis conservation status we calculated de Extent of Occurrence (sensu IUCN) and discussed the present knowledge about the species and the possible outcomes of taxonomic changes to its conservation status.

Submitted by Valquíria Barbieri (kikibarbi@hotmail.com) on 2018-04-05T22:00:26Z No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Luana Aparecida Gomes de Arruda.pdf: 854132 bytes, checksum: e5dce680d3fc443608aec08b5e456321 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-04-23T18:21:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Luana Aparecida Gomes de Arruda.pdf: 854132 bytes, checksum: e5dce680d3fc443608aec08b5e456321 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T18:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2014_Luana Aparecida Gomes de Arruda.pdf: 854132 bytes, checksum: e5dce680d3fc443608aec08b5e456321 (MD5) Previous issue date: 2014-12-02 / Pesquisas em campo voltadas para conservação de espécies são necessárias, porém muitas vezes são limitadas, onerosas e trabalhosas. Uma ferramenta que pode ser utilizada para minimizar estes problemas é a Modelagem Preditiva de Distribuição Potencial de Espécies (MPDPE), que permite estimar áreas potenciais de ocorrência atuais e futuras e que vem recebendo destaque em estudos conservacionistas, pois pode ser utilizada com espécies raras ou que estão sofrendo algum grau de ameaça. No presente estudo, a MPDPE foi utilizada para conhecer a distribuição e prever o efeito potencial de mudanças climáticas sobre a distribuição da perereca Phyllomedusa centralis, que possui distribuição conhecida restrita a poucas localidades no estado de Mato Grosso, Brasil. Os modelos foram desenvolvidos com o método de entropia máxima com o auxilio do programa MaxEnt, utilizando variáveis bioclimáticas atuais e futuras. Os modelos de predição de distribuição atual e de cenários futuros obtiveram elevados valores da área sob a curva operador-receptor e a validação apontou alta precisão na qualidade do modelo. Em todos os modelos, a variável ambiental com maior porcentagem de contribuição foi a precipitação. Todos os modelos apresentaram previsão de aumento nas áreas de distribuição potencial em comparação com o modelo atual de distribuição. Apesar de apresentar limitações, o modelo de distribuição potencial é relevante e pode ajudar no planejamento e gestão de reservas, descoberta de novas populações e manejo de espécies, identificação de áreas prioritárias para conservação e definição de onde é necessária a restauração de habitats. / Field surveys aimed at the conservation of species are necessary, but are often limited, costly and onerous. A tool that can be used to minimize these problems is the Predictive Modeling of Potential Species Distribution (PMPSD), which allows estimating current and future areas of potential occurrence and has received attention from conservationists studies, because it can be used with rare species or who are suffering some degree of threat. In the present study PMPSD was used to determine the distribution and predict the potential effect of climate change on the distribution of tree frog Phyllomedusa centralis, which has restricted distribution to a few localities in the state of Mato Grosso, Brazil. The models were developed with maximum entropy method with the aid of the MaxEnt program using current and future bioclimatic variables. The prediction models of current distribution and future scenarios had higher Area Under the receiver-operator Curve values and the validation showed high accuracy of the model quality. In all models the environmental variable with highest percentage of contribution was precipitation. All models showed increased areas of potential distribution compared with the current distribution model. Despite the limitations, the model of potential distribution is important and can help in planning and management of reserves, discovery of new populations, identification of priority areas for conservation, and definitions of regions to habitat restoration.