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

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

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-18T12:34:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Davi Mello Cunha Crescente Alves - 2013.pdf: 853772 bytes, checksum: 72911b50f56ac854e4084c11c9191154 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-12-18T14:28:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Davi Mello Cunha Crescente Alves - 2013.pdf: 853772 bytes, checksum: 72911b50f56ac854e4084c11c9191154 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-18T14:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Davi Mello Cunha Crescente Alves - 2013.pdf: 853772 bytes, checksum: 72911b50f56ac854e4084c11c9191154 (MD5) Previous issue date: 2013-12-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The White-Nose syndrome is an emergent infectious disease that had already killed almost six millions North American bats and spread more than two thousand kilometers. Even so, studies about their possible impacts upon hosts are still lacking, principally upon all the susceptible North American bats. We predicted the consequences of the WNS spread in the North American hosts by generating an environmental suitability map for the disease, and then, we overlaid with the extension of occurrence of all hibernating bats in North America. We assumed that all intersection localities will somehow negatively affect bat’s local populations, and we reassessed their conservation status based on their potential population reduction. 16% of the North American hibernating bat fauna were considered threatened under this WNS potential spread. We believe our results could contribute with governments conservation actions. / (Sem resumo)

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-09T13:51:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Edivaldo Barbosa de Almeida Júnior - 2015.pdf: 11899635 bytes, checksum: 81eb843ad44f05464a9ded05612db917 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-09T13:51:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Edivaldo Barbosa de Almeida Júnior - 2015.pdf: 11899635 bytes, checksum: 81eb843ad44f05464a9ded05612db917 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-09T13:51:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Edivaldo Barbosa de Almeida Júnior - 2015.pdf: 11899635 bytes, checksum: 81eb843ad44f05464a9ded05612db917 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / The Annona crassiflora Mart. species (Annonaceae) is a fruit plant native from Cerrado, widely distributed throughout the biome. The goal here was evaluate the spatial distribution of genetic variability in natural subpopulations of the species, geographically, and relate the genetic diversity levels with climatic and landscape profile, furthermore the pollen dispersal within a subpopulation. We used here six pair of microsatellite primers. To evaluate thedistribution of genetic variability we sampled 25 natural subpopulations, 30.6 plants per subpopulation, on average. We estimate the genetic diversity (He), allelic richness (Ar), fixation index (f), genetic structure, using coancestry coefficient (θ) and inbreeding coefficient of overall population (F). The spatial pattern the genetic variability was evaluated by Mantel test, Moran's I index and linear regression of genetic parameter with two spatial dimensions (latitude and longitude). We correlate He, Ar and f with climate suitability and the percentage of Cerrado vegetation around subpopulations. Furthermore we evaluated the pollen dispersal by paternity analysis, using 572 plants, including 460 seeds, 20 mother plants and 92 pollen donors candidate, within a natural subpopulation. The outcrossing rates were also evaluated in maternal families using the mixed mating model. The outcrossing rates indicate mating system with prevalence of allogamy. The assignment of paternity indicated that gene flow mainly occurs in short distances, until 360 meters, in the subpopulation evaluated. The 25 subpopulations have moderate genetic diversity levels and strong genetic structure. We found inbreeding due to the subdivision, but not in mating within subpopulations. The demes belongs to two consistent groups with genetic discontinuity between the northwest and southeast subpopulations distribution. The genetic diversity and allelic richness showed strong relationship with longitude, suggesting a range expansion in the southeastern direction. We noted that spatial distribution of genetic diversity and allelic richness are related to suitability at the last glacial maximum, by an indirect effect of geographical distances, whereas no relationship was observed regarding present suitability. The percentage of cover natural vegetation, in turn not explain the spatial distribution of genetic diversity, allelic richness and inbreeding coefficient. / A espécie Annona crassiflora Mart. (Annonaceae) é uma planta frutífera nativa do Cerrado, amplamente distribuída ao longo do Bioma. O objetivo do trabalho foi avaliar a distribuição espacial da variabilidade genética em subpopulações naturais da espécie, em um contexto geográfico e relacionar os níveis de diversidade observados com variáveis climáticas e da paisagem, além da distância de dispersão de pólen em escala local, em uma subpopulação natural. No presente estudo foram empregados seis pares de iniciadores microssatélites. Para avaliar a distribuição da variabilidade genética foram amostradas 25 subpopulações naturais, em média 30,6 plantas por subpopulação. Foram estimados os níveis de diversidade genética (He), riqueza alélica (Ar), índice de fixação intrapopulacional (f), estrutura genética, por meio do coeficiente de coancestria (θ) e coeficiente de endogamia da população total (F). O padrão espacial da variabilidade genética foi avaliado por meio do Teste de Mantel, I de Moran e regressão linear dos parâmetros genéticos com as duas dimensões espaciais (latitude e longitude). As estimativas de He, Ar e f foram relacionadas com métricas de adequabilidade climática e com a porcentagem de remanescentes de vegetação do Cerrado. A dispersão de pólen foi avaliada por meio de análise de atribuição de paternidade usando 572 plantas, que incluem 460 semente, 20 plantas matrizes e 92 candidatos a doadores de pólen, em uma subpopulação natural da espécie. As taxas de fecundação cruzada também foram avaliadas, nas famílias maternas, usando o modelo misto de reprodução. As taxas de cruzamento indicam sistema reprodutivo com prevalência de alogamia. A atribuição de paternidade indicou que o fluxo gênico ocorre, prioritariamente, em curtas distâncias, em até 360 metros, na subpopulação avaliada. As 25 subpopulações apresentam níveis elevados de diversidade e forte estruturação genética. Há endogamia devido à subdivisão, mas não em relação ao sistema de cruzamento. Os demes formaram dois grupos consistentes, com descontinuidade genética entre as subpopulações do noroeste e sudeste da distribuição. A diversidade genética e a riqueza alélica mostraram forte relação com a longitude, sugerindo uma expansão da distribuição na direção sudeste. Foi observado que a distribuição espacial da diversidade genética e riqueza alélica estão relacionadas com a adequabilidade climática no último máximo glacial, por um efeito indireto do espaço geográfico, enquanto que nenhuma relação foi observada com a adequabilidade no presente. A porcentagem de remanescentes da vegetação natural, por sua vez não explicou a distribuição espacial da diversidade genética, riqueza alélica e coeficiente de endogamia.