O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-03-03Bitstream added on 2014-06-13T18:47:09Z : No. of bitstreams: 1 guedes_nmr_dr_botib.pdf: 685630 bytes, checksum: 7b2eb6b613facd6c9ec32757b587ffdd (MD5) / Sucesso reprodutivo é um dos parâmetros mais usados para medir o crescimento populacional dos organismos. O objetivo deste trabalho foi verificar o sucesso reprodutivo de Anodohynchus hyacinthinus na região do Pantanal de Miranda ao longo de dez estações reprodutivas. Os resultados apontaram que o período de reprodução, nessa região é de julho a janeiro. A maioria dos casais teve sucesso com a postura de ovos. Em média 55% dos ovos eclodiram. A maioria dos casais teve dois filhotes e destes, 63% tiveram sucesso com a sobrevivência e vôo do filhote. Na maioria dos ninhos (76%) voou apenas um filhote. A taxa de reprodução foi de 0.6 filhotes por ninho, enquanto que o sucesso reprodutivo foi de 1.0 filhotes por casal. A produtividade média das fêmeas foi de 1.9 ovos. Embora a quantidade de ninhos, ovos e filhotes tenham variado ao longo dos anos, essa variação não foi significativa. A única variável significativa foi a perda de filhotes. Os resultados mostraram ainda uma relação inversa entre o aumento da temperatura e o sucesso reprodutivo. A medida que a temperatura aumenta, o sucesso reprodutivo diminui. Porém, de um modo geral, os resultados mostram uma tendência positiva no aumento das araras azuis na região, pois a cada 100 casais que produzem filhotes quatro jovens são efetivamente acrescidos no grupo de A. hyacinthinus do Pantanal de Miranda. Baseados nestes resultados foram discutidos os fatores que afetaram o sucesso reprodutivo, como as variações climáticas ambientais (aumento de temperatura diminui o sucesso reprodutivo), disputa de cavidades desmatamento, perda ou inundação dos ninhos, disponibilidade de recurso alimentar, predação de ovos e filhotes... / Not Available

Neste estudo foi analisada a previsibilidade hidroclimática na bacia do Alto Paraguai no curto e longo prazo. Nestas últimas décadas, a região foi marcada por uma forte variabilidade climática, passando por um período extremamente seco durante a década de 1960 e por um período extremamente úmido a partir do início da década de 1970. Desta forma, avaliar a previsibilidade hidroclimática é muito importante para o gerenciamento dos recursos hídricos na bacia, e, conseqüentemente do ecossistema que depende deste recurso. A previsibilidade de longo prazo da Bacia do Alto Paraguai foi analisada mediante técnicas estatísticas dado que a região do Brasil Central é considerada de baixa previsibilidade de longo prazo mediante modelos dinâmicos. O objetivo da análise foi o de explorar possíveis relações entre os fenômenos climáticos globais (representados pelos índices climáticos) sobre o clima da BAP com valor prognóstico. Os resultados da análise mostraram que o fenômeno que tem a maior capacidade de modulação do clima na Bacia do Alto Paraguai é a Oscilação Decadal do Pacífico (PDO). A PDO se caracteriza por fases de aproximadamente 25 anos nas quais o índice que a representa se encontra acima ou abaixo do valor normal. A duração das fases do PDO é definida por alterações climáticas abruptas que se encontraram muito bem representadas no Pantanal, com mudanças bruscas nas vazões coincidentes com as mudanças de fase do PDO, e vazões significativamente acima ou abaixo da média durante a duração de cada fase do PDO. Outros fenômenos que foram relacionados ao clima da Bacia do Alto Paraguai foram “El Niño/ La Niña” e a Oscilação do Atlântico Norte (NAO). Ambos os fenômenos foram relacionados com as anomalias na temperatura no Atlântico Norte Tropical (NTA) que, por sua vez, foi relacionada com o clima da BAP. Os resultados mostraram que, quando existe o Fenómeno “El Niño” ou a NAO se encontra abaixo do Normal, acontecem anomalias positivas no NTA, e conseqüentemente secas na região da BAP e o efeito contrario nos índices opostos. Também foi encontrada uma correlação com o Modo Anular do Sul (SAM) que permitiu estabelecer um modelo de previsão simples para demonstrar os benefícios da incorporação da informação climática na previsão de longo prazo. Para avaliar a previsibilidade hidroclimática de curto prazo na Bacia do Alto Paraguai foram avaliados diversos modelos alternativos: modelo de Regressão Linear, modelo de diferenças (variação do anterior), modelo ARMA, modelo empírico de propagação por ponderação da persistência e o modelo hidrológico distribuído para grandes bacias (MGB). O modelo conceitual MGB, citado no item anterior, foi utilizado de acordo com a disponibilidade de dados de chuva: previsão baseada em chuva nula, previsão baseada na chuva observada com dados pluviométricos obtidos a partir dos pluviômetros da Agência Nacional de Águas e a partir de estimativas do satélite TRMM e previsão baseada na chuva prevista no modelo atmosférico BRAMS. Previamente à analise da previsibilidade das vazões, foi analisada a previsibilidade atmosférica na região utilizando o modelo BRAMS com diferentes condições de contorno inferiores. Os resultados da previsão atmosférica com o modelo BRAMS mostraram que há um impacto significativo nas simulações ao introduzir características físicas mais realistas na superfície do modelo na região do Pantanal em todas as variáveis avaliadas (temperatura, umidade, vento e precipitação). O impacto positivo foi tanto maior quanto mais próximo estiver o ponto de observação do Pantanal e quanto mais ao Sul estiver localizado o posto (sendo esta a direção preferencial do vento na região). No entanto, dentro do próprio Pantanal, alguns problemas nas características da simulação (Ex, inexistência de dados para caracterizar corretamente a espessura da camada de água) ou na própria estrutura do modelo, geraram erros na simulação dos fluxos da radiação e temperatura. Também foi verificado que os dados de chuva existentes na bacia são equivalentes a chuva estimada pelo satélite TRMM. Desta forma, é possível o estabelecimento de um sistema de previsão razoável baseado simplesmente em dados obtidos por sensoriamento remoto, previsões numéricas e alguns postos fluviométricos chave. Os resultados da previsão hidroclimática mostraram que as metodologias estatísticas apresentaram os melhores resultados com antecedências menores ao tempo de traslado da onda nas bacias (geralmente 2-3 dias no Planalto e 1-2 meses no Pantanal). Estes resultados são semelhantes aos resultados de outros pesquisadores, já que os modelos estatísticos exploram melhor as relações entre séries. Para tempos maiores, o modelo conceitual utilizado (MGB) mostrou-se melhor, já que consegue extrair informação dos dados climáticos. A inclusão da informação obtida pelo modelo meteorológico mostrou-se muito importante para a previsão no Pantanal, já que permitiu melhorar consideravelmente a antecedência da previsão. Em muitos casos a informação do modelo meteorológico mostrou-se melhor que os próprios dados medidos nos postos pluviométricos da bacia. Desta forma, além de ferramenta para realizar previsões o modelo meteorológico mostrou-se como um auxiliar muito eficiente para melhorar o entendimento da dinâmica do Pantanal. / This thesis present the results of the research about the short and long term hydroclimatic forecast capability in the Upper Paraguay Basin (UPB). Over recent decades, climate has varied markedly over this region of South America, with an extremely dry period during the 1960s and a very wet period beginning in the 1970s. More recently, a period in which river flows have been very low has been observed since 1998. Due to this strong variability it is very important to evaluate the forecast capability for the management of Water Resources in the basin, and, consequently, of the rich ecosystem that depends on these resources. The forecast capability in the long term in the UPB was analyzed using statistical techniques because the long term numerical climate models are considered to be of low forecastability in this region. The objective of the analysis was to explore possible relationships between global climate phenomena (represented by climate indices) on the climate of the UPB with a forecast view. The results of the analysis showed that the index (between the ones analyzed) that has the largest capability to modulate the climate in the UPB is the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The PDO if characterized by phases of approximately 25 years in which the index that represents the phenomena is founds above or below the normal value. The duration of the phases of the PDO is defined by abrupt climatic shifts that had been well characterized in the Pantanal, with the abrupt changes in outflows coincident with the changes in the phase of the PDO, and outflows significantly above or below of the average value during the duration of each phase of the PDO. Other phenomena that had been related to the climate of the UPB was the ENSO or “El Niño/La Niña” phenomena and the North Atlantic Oscillation (NAO). Both phenomenas are related to anomalies in the temperature in the Tropical North Atlantic (NTA) that, in turn, are related to the climate of the BAP. The results indicated that, when the “El Niño” or NAO are below the normal value, positive anomalies in the NTA are observed, and, consequently droughts in the region of the UPB are found and opposite effects when the phenomena is¨La Niña¨ or the NAO above the normal value exits. The Southern Annular Mode (SAM) also helped to establish a simplified forecast model that showed the benefits of incorporating climate data in the analysis. To evaluate the short term hydroclimatic forecastability in the UPB several alternative models had been evaluated: a linear regression model, difference’s model (similar to the previous one), ARMA model, empirical persistence model and the distributed hidrológic model for large basins (MGB-IPH). The MGB-IPH model was used in accordance with the availability of rain data: forecast based on no-rain, forecast based on the rain observed in rain gauges of the National Water Agency of Brazil (ANA) and from estimates of satellite TRMM and forecast based on the rain foreseen in the Brazilian Regional Atmospheric Model (BRAMS) Prior to the flow forecast analysis it was analyzed the meteorological forecast capability with BRAMS. The results of the meteorological forecast with BRAMS indicated that introduced a large impact in the simulations when a more realistic description of physical characteristics in the surface of the model was incorporated in the region of the Pantanal, in all the evaluated variables (temperature, humidity, wind and precipitation). The improvement of the simulation was larger as closer to the Pantanal and to the South was the evaluated point (northerlies are the preferential winds in the region). However, inside of Pantanal wetland, some problems due to the characteristics of the simulation (For example, inexistence of data to correctly characterize the thickness of the water layer) or in the model own structure, generated errors in the simulation of the radiative fluxes and temperature. It was also verified that the existing rain data in the basin was equivalent to the rain estimated from Tropical Rainfall Modeling Mission (TRMM) satellite, so, it was possible to conclude the possibility of establishment of a reasonable forecast system based in the data obtained from remote sensing, numerical forecasts and some key rain and flow gauges. The results of the hydroclimatic forecast indicated that the statistical methodologies presented the best results with lead time shorter than the lag time of the basins (generally 2-3 days in the Planalto region and 1-2 months in the Pantanal). These results result are coincident with the results of other researchers, since the statistical models explore the relations between series better. For longer lead times, the used conceptual model (MGB-IPH) revealed to be better, since it can extract information from meteorological data. The information obtained from the meteorological model allowed a better forecast in the Pantanal, since it improved the lead time of the forecast. In many cases the information of the meteorological model revealed to be better that the measured data in the rain and flow gauges of the basin in such a way, that beyond a tool to produce forecasts, the meteorological model showed that could be an excellent tool to understand the dynamics of the Pantanal.

Orientador: Reginaldo José Donatelli / Resumo: Sucesso reprodutivo é um dos parâmetros mais usados para medir o crescimento populacional dos organismos. O objetivo deste trabalho foi verificar o sucesso reprodutivo de Anodohynchus hyacinthinus na região do Pantanal de Miranda ao longo de dez estações reprodutivas. Os resultados apontaram que o período de reprodução, nessa região é de julho a janeiro. A maioria dos casais teve sucesso com a postura de ovos. Em média 55% dos ovos eclodiram. A maioria dos casais teve dois filhotes e destes, 63% tiveram sucesso com a sobrevivência e vôo do filhote. Na maioria dos ninhos (76%) voou apenas um filhote. A taxa de reprodução foi de 0.6 filhotes por ninho, enquanto que o sucesso reprodutivo foi de 1.0 filhotes por casal. A produtividade média das fêmeas foi de 1.9 ovos. Embora a quantidade de ninhos, ovos e filhotes tenham variado ao longo dos anos, essa variação não foi significativa. A única variável significativa foi a perda de filhotes. Os resultados mostraram ainda uma relação inversa entre o aumento da temperatura e o sucesso reprodutivo. A medida que a temperatura aumenta, o sucesso reprodutivo diminui. Porém, de um modo geral, os resultados mostram uma tendência positiva no aumento das araras azuis na região, pois a cada 100 casais que produzem filhotes quatro jovens são efetivamente acrescidos no grupo de A. hyacinthinus do Pantanal de Miranda. Baseados nestes resultados foram discutidos os fatores que afetaram o sucesso reprodutivo, como as variações climáticas ambientais (aumento de temperatura diminui o sucesso reprodutivo), disputa de cavidades desmatamento, perda ou inundação dos ninhos, disponibilidade de recurso alimentar, predação de ovos e filhotes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Not Available / Doutor

O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.

A Família Bromeliaceae abriga espécies de plantas epífitas, saxícolas ou terrestres, que se distribuem do sul dos Estados Unidos até a Patagônia, compreendendo 58 gêneros e em torno de 3140 espécies. É uma das famílias mais diversas ecológica e morfologicamente, tendo surgido no escudo das Guianas há aproximadamente 100 milhões de anos (Ma), e se espalhado por outras regiões das Américas tropical e subtropical em torno de 15 e 10 Ma. O gênero Dyckia apresenta aproximadamente 160 espécies, sendo muitas destas raras e endêmicas. Este gênero é caracterizado pela ausência de ―tanque‖ que acumula água, possibilitando a essas espécies habitar ambientes com condições de seca extrema, como a diagonal seca no centro da América do Sul. O estado do Mato Grosso do Sul, inserido na diagonal seca, tem na sua composição fitogeográfica quatro biomas (Cerrado, Pantanal, Chaco e Mata Atlântica), sendo uma área muito interessante para estudos filogeográficos. Esta dissertação é composta por um manuscrito que busca entender a diversidade genética e a história evolutiva de cinco espécies de Dyckia restritas e endêmicas de uma região que compreende diferentes biomas em comparação com uma congênere de ampla distribuição. No Capítulo II, através de uma abordagem filogeográfica, utilizando dois marcadores plastidiais (cpDNA) e um nuclear (nuDNA), foi estimada a diversidade genética dentro e entre cinco espécies de Dyckia de distribuição restrita (D. grandidentata, D. pottiorum, D. divaricata, D. excelsa e D. exserta), endêmicas do Cerrado e do Pantanal/Chaco, em comparação com a congênere de ampla distribuição (D. leptostachya). Os resultados do cpDNA revelaram que as espécies de distribuição restrita apresentaram uma baixa diversidade genética intra populacional em comparação com a congênere de ampla distribuição, entretanto a diversidade apresentada pelas populações da espécie amplamente distribuída não foi considerada alta, sendo que somente quatro populações apresentaram variação genética. Quando levado em consideração a diversidade total das espécies, os índices de diversidade nas espécies de distribuição restrita variaram de zero à 0,7355 (h) e 0,000988 (π), e quando comparadas com a espécie amplamente distribuída apresentaram menor diversidade, com exceção de Dyckia excelsa, sendo que a alta diversidade desta espécie pode estar relacionada a sua característica de auto incompatibilidade. Os resultados obtidos a partir do nuDNA mostraram uma rede de haplótipos levemente estruturada e uma alta diversidade genética em comparação ao cpDNA, devendo-se provavelmente a alta taxa de recombinação, à alta dispersão via pólen ou ainda à retenção de polimorfismo ancestral. Os resultados de cpDNA apresentaram um baixo compartilhamento de haplótipos e uma alta estruturação, sendo que os haplótipos compartilhados entre D. grandidentata, D. pottiorum e D. divaricata (H1, H3), e entre as populações de D. leptostachya (H5) são provavelmente consequência da retenção de polimorfismo ancestral. O relacionamento genético apresentado pela rede haplotípica do cpDNA evidencia três haplogrupos, um formado pela espécie amplamente distribuída, e os outros dois pelas espécies que ocorrem no Cerrado e no Pantanal/Chaco, indicando que a história biogeográfica destes biomas pode ter influenciado em processos de especiação deste grupo de espécies. A Serra de Maracaju e a diferença na elevação do solo do Cerrado em relação à planície do Pantanal, foram propostas como a principal barreira geográfica que gerou a alta estruturação entre os haplogrupos formados pelas espécies ocorrentes no Cerrado e Pantanal/Chaco. Assim, a preservação dos biomas é vital para a conservação tanto das espécies de Dyckia de distribuição restrita quanto das amplamente distribuídas, garantindo a manutenção da exclusiva diversidade destas populações. / Bromeliaceae family harbors species of epiphytic, saxicol or land plants, which are distributed from the southern of United States to Patagonia, comprising 58 genera with about 3140 species. It is one of the most diverse ecological and morphologically families that arose in the Guiana Shield about 100 milion years ago (Ma), and spread to other regions of the tropical and subtropical Americas around 15 to 10 Ma. Dyckia genus has about 160 species, many of these rare and endemic. This genus is characterized by the absence of a "tank" that accumulates water, enabling these species to inhabit environments with extreme drought conditions, such as ―the dry diagonal‖ in the center of South America. The state of Mato Grosso do Sul, located on dry diagonal, comprises four biomes (Cerrado, Pantanal, Chaco and Atlantic Forest), being one interesting area for phylogeographic studies. This dissertation is composed by one manuscript that seeks to understand the genetic diversity and evolutionary history of five restricted and endemic species from Dyckia genus in a region comprising different biomes, compared with a wide distributed congener. In Chapter II, through a phylogeographic approach, using two plastid markers (cpDNA) and one nuclear (nuDNA), we estimated the genetic diversity within and among Dyckia grandidentata, D. pottiorum, D. divaricata, D. excelsa and D. exserta (restricted species endemic to the Cerrado and the Pantanal / Chaco), comparing with a congener with wide distribution (D. leptostachya). The results from cpDNA showed that restricted distributed species had low intra-populational genetic diversity in comparison with the species widely distributed. However, the diversity presented by the widely distributed species was not considered high, since only four populations showed genetic variation. Considering the total diversity, the restricted distribution species ranged from zero to 0,7355 (h) and 0,000988 (π) , and when compared with widespread species showed minor diversity. The exception was Dyckia excelsa that showed high diversity, fact that could be related with its self incompatibility. The results obtained from nuDNA showed a slightly structured network and a high genetic diversity compared to cpDNA, which may be probably due to high recombination rates, the high dispersion via pollen or the retention of ancestor polymorphism. Also, the cpDNA results showed a low haplotype sharing and high structure, and shared haplotype between D. grandidentata, D. pottiorum and D. divaricata (H1, H3) and populations of D. leptostachya (H5) may be consequence of retention of ancestral polymorphism. The genetic relationship presented by cpDNA haplotype network reveals three haplogroups, one formed by widespread species, and the others by species that occur in Cerrado and in Pantanal / Chaco, indicating that biogeographic history of these biomes may have influenced speciation of this group of species. Serra de Maracaju and the differences in landscape elevation between Cerrado and Pantanal lowland was proposed as the main geographical barrier that generated the high structure between the haplogroups formed by species from Cerrado and Pantanal/Chaco. Thus, the preservation of biomes is imperative for the conservation of Dyckia species, ensuring the maintenance of that exclusive diversity encountered in these populations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-10-30T14:29:50Z No. of bitstreams: 1 2012_DanielMoraesFreitas.pdf: 3466055 bytes, checksum: c78a338e5e2c4bc6be341856db4b4ca6 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-31T10:21:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DanielMoraesFreitas.pdf: 3466055 bytes, checksum: c78a338e5e2c4bc6be341856db4b4ca6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-31T10:21:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DanielMoraesFreitas.pdf: 3466055 bytes, checksum: c78a338e5e2c4bc6be341856db4b4ca6 (MD5) / A região do Médio Taquari, MS, corresponde a uma região situada em áreas de terra firme do bioma Pantanal, apresenta fitofisionomias típicas do bioma Cerrado e possui importantes tributários que contribuem para o alagamento periódico do Pantanal propriamente dito. O objetivo do presente trabalho é analisar o potencial das imagens ALOS/PALSAR para discriminar as diferentes classes de cobertura de terras representativas da região do Médio Taquari. Foram analisadas imagens do sensor PALSAR (banda L, polarizações HH, HV e VV) de 11 de junho de 2009. Essas imagens foram convertidas para coeficiente de retroespalhamento e analisadas por meio dos seguintes tratamentos estatísticos: análise multivariada discriminante, teste de Kruskal-Wallis, teste ad hoc de distância e análise de correlação de Spearman. As seguintes classes de cobertura vegetal natural e antrópica foram consideradas: Floresta Estacional Semidecidual Aluvial (Fa); Savana Florestada (Sd); Savana Arborizada (Sa); Savana Gramíneo-Lenhosa (Sg); e Pastagens Cultivadas (Ap). Os resultados mostraram o grande potencial das três polarizações na discriminação das classes Floresta Estacional Semidecidual Aluvial, Savana Florestada e Savana Arborizada, não sendo possível diferenciar as classes Savana Gramíneo- Lenhosa e Pastagem. O teste estatístico discriminante indicou a polarização VV com o melhor resultado para a discriminação. As classes florestadas mostraram valores de restroespalhamento muito mais altos que as classes arbustivas/gramíneas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The region of Médio Taquari, State of Mato Grosso do Sul, corresponds to a region located in highlands of Pantanal biome, presents typical phytophisiognomies of Cerrado biome, and hás important tributaries that contribute to the periodic flooding of pantanal itself. The objectives of this study is to analyze the potential of ALOS/PALSAR imageries to discriminate representative land cover classes of the Médio Taquari. We analyzed PALSAR images (L-band, HH, HV and VV polarizations; overpass: june 11, 2009). These imagens were converted to backscattering coefficientes and analyzed by the following statistical treatments: multivariated, discriminant analysis; Kruskal-Wallis test; ad hod distance test; and Spearman correlation. The following land use and land cover classes were considered: Floresta Estacional Semidecidual Aluvial (Fa); Savana Florestada (Sd); Savana Arborizada (As); Savana Gramíneo-Lenhosa (Sg); and Cultivated Pastures (Ap). Statistical results showed that VV polarization presented Best performance and all land use and land cover classes were discriminated, with the exception of Sg and Ap. The statistical test indicated that the VV polarization had the best results regarding the discrimination. The forested ranges presented higher backscattering values than the grassy/bushes ranges.

Neste estudo foi analisada a previsibilidade hidroclimática na bacia do Alto Paraguai no curto e longo prazo. Nestas últimas décadas, a região foi marcada por uma forte variabilidade climática, passando por um período extremamente seco durante a década de 1960 e por um período extremamente úmido a partir do início da década de 1970. Desta forma, avaliar a previsibilidade hidroclimática é muito importante para o gerenciamento dos recursos hídricos na bacia, e, conseqüentemente do ecossistema que depende deste recurso. A previsibilidade de longo prazo da Bacia do Alto Paraguai foi analisada mediante técnicas estatísticas dado que a região do Brasil Central é considerada de baixa previsibilidade de longo prazo mediante modelos dinâmicos. O objetivo da análise foi o de explorar possíveis relações entre os fenômenos climáticos globais (representados pelos índices climáticos) sobre o clima da BAP com valor prognóstico. Os resultados da análise mostraram que o fenômeno que tem a maior capacidade de modulação do clima na Bacia do Alto Paraguai é a Oscilação Decadal do Pacífico (PDO). A PDO se caracteriza por fases de aproximadamente 25 anos nas quais o índice que a representa se encontra acima ou abaixo do valor normal. A duração das fases do PDO é definida por alterações climáticas abruptas que se encontraram muito bem representadas no Pantanal, com mudanças bruscas nas vazões coincidentes com as mudanças de fase do PDO, e vazões significativamente acima ou abaixo da média durante a duração de cada fase do PDO. Outros fenômenos que foram relacionados ao clima da Bacia do Alto Paraguai foram “El Niño/ La Niña” e a Oscilação do Atlântico Norte (NAO). Ambos os fenômenos foram relacionados com as anomalias na temperatura no Atlântico Norte Tropical (NTA) que, por sua vez, foi relacionada com o clima da BAP. Os resultados mostraram que, quando existe o Fenómeno “El Niño” ou a NAO se encontra abaixo do Normal, acontecem anomalias positivas no NTA, e conseqüentemente secas na região da BAP e o efeito contrario nos índices opostos. Também foi encontrada uma correlação com o Modo Anular do Sul (SAM) que permitiu estabelecer um modelo de previsão simples para demonstrar os benefícios da incorporação da informação climática na previsão de longo prazo. Para avaliar a previsibilidade hidroclimática de curto prazo na Bacia do Alto Paraguai foram avaliados diversos modelos alternativos: modelo de Regressão Linear, modelo de diferenças (variação do anterior), modelo ARMA, modelo empírico de propagação por ponderação da persistência e o modelo hidrológico distribuído para grandes bacias (MGB). O modelo conceitual MGB, citado no item anterior, foi utilizado de acordo com a disponibilidade de dados de chuva: previsão baseada em chuva nula, previsão baseada na chuva observada com dados pluviométricos obtidos a partir dos pluviômetros da Agência Nacional de Águas e a partir de estimativas do satélite TRMM e previsão baseada na chuva prevista no modelo atmosférico BRAMS. Previamente à analise da previsibilidade das vazões, foi analisada a previsibilidade atmosférica na região utilizando o modelo BRAMS com diferentes condições de contorno inferiores. Os resultados da previsão atmosférica com o modelo BRAMS mostraram que há um impacto significativo nas simulações ao introduzir características físicas mais realistas na superfície do modelo na região do Pantanal em todas as variáveis avaliadas (temperatura, umidade, vento e precipitação). O impacto positivo foi tanto maior quanto mais próximo estiver o ponto de observação do Pantanal e quanto mais ao Sul estiver localizado o posto (sendo esta a direção preferencial do vento na região). No entanto, dentro do próprio Pantanal, alguns problemas nas características da simulação (Ex, inexistência de dados para caracterizar corretamente a espessura da camada de água) ou na própria estrutura do modelo, geraram erros na simulação dos fluxos da radiação e temperatura. Também foi verificado que os dados de chuva existentes na bacia são equivalentes a chuva estimada pelo satélite TRMM. Desta forma, é possível o estabelecimento de um sistema de previsão razoável baseado simplesmente em dados obtidos por sensoriamento remoto, previsões numéricas e alguns postos fluviométricos chave. Os resultados da previsão hidroclimática mostraram que as metodologias estatísticas apresentaram os melhores resultados com antecedências menores ao tempo de traslado da onda nas bacias (geralmente 2-3 dias no Planalto e 1-2 meses no Pantanal). Estes resultados são semelhantes aos resultados de outros pesquisadores, já que os modelos estatísticos exploram melhor as relações entre séries. Para tempos maiores, o modelo conceitual utilizado (MGB) mostrou-se melhor, já que consegue extrair informação dos dados climáticos. A inclusão da informação obtida pelo modelo meteorológico mostrou-se muito importante para a previsão no Pantanal, já que permitiu melhorar consideravelmente a antecedência da previsão. Em muitos casos a informação do modelo meteorológico mostrou-se melhor que os próprios dados medidos nos postos pluviométricos da bacia. Desta forma, além de ferramenta para realizar previsões o modelo meteorológico mostrou-se como um auxiliar muito eficiente para melhorar o entendimento da dinâmica do Pantanal. / This thesis present the results of the research about the short and long term hydroclimatic forecast capability in the Upper Paraguay Basin (UPB). Over recent decades, climate has varied markedly over this region of South America, with an extremely dry period during the 1960s and a very wet period beginning in the 1970s. More recently, a period in which river flows have been very low has been observed since 1998. Due to this strong variability it is very important to evaluate the forecast capability for the management of Water Resources in the basin, and, consequently, of the rich ecosystem that depends on these resources. The forecast capability in the long term in the UPB was analyzed using statistical techniques because the long term numerical climate models are considered to be of low forecastability in this region. The objective of the analysis was to explore possible relationships between global climate phenomena (represented by climate indices) on the climate of the UPB with a forecast view. The results of the analysis showed that the index (between the ones analyzed) that has the largest capability to modulate the climate in the UPB is the Pacific Decadal Oscillation (PDO). The PDO if characterized by phases of approximately 25 years in which the index that represents the phenomena is founds above or below the normal value. The duration of the phases of the PDO is defined by abrupt climatic shifts that had been well characterized in the Pantanal, with the abrupt changes in outflows coincident with the changes in the phase of the PDO, and outflows significantly above or below of the average value during the duration of each phase of the PDO. Other phenomena that had been related to the climate of the UPB was the ENSO or “El Niño/La Niña” phenomena and the North Atlantic Oscillation (NAO). Both phenomenas are related to anomalies in the temperature in the Tropical North Atlantic (NTA) that, in turn, are related to the climate of the BAP. The results indicated that, when the “El Niño” or NAO are below the normal value, positive anomalies in the NTA are observed, and, consequently droughts in the region of the UPB are found and opposite effects when the phenomena is¨La Niña¨ or the NAO above the normal value exits. The Southern Annular Mode (SAM) also helped to establish a simplified forecast model that showed the benefits of incorporating climate data in the analysis. To evaluate the short term hydroclimatic forecastability in the UPB several alternative models had been evaluated: a linear regression model, difference’s model (similar to the previous one), ARMA model, empirical persistence model and the distributed hidrológic model for large basins (MGB-IPH). The MGB-IPH model was used in accordance with the availability of rain data: forecast based on no-rain, forecast based on the rain observed in rain gauges of the National Water Agency of Brazil (ANA) and from estimates of satellite TRMM and forecast based on the rain foreseen in the Brazilian Regional Atmospheric Model (BRAMS) Prior to the flow forecast analysis it was analyzed the meteorological forecast capability with BRAMS. The results of the meteorological forecast with BRAMS indicated that introduced a large impact in the simulations when a more realistic description of physical characteristics in the surface of the model was incorporated in the region of the Pantanal, in all the evaluated variables (temperature, humidity, wind and precipitation). The improvement of the simulation was larger as closer to the Pantanal and to the South was the evaluated point (northerlies are the preferential winds in the region). However, inside of Pantanal wetland, some problems due to the characteristics of the simulation (For example, inexistence of data to correctly characterize the thickness of the water layer) or in the model own structure, generated errors in the simulation of the radiative fluxes and temperature. It was also verified that the existing rain data in the basin was equivalent to the rain estimated from Tropical Rainfall Modeling Mission (TRMM) satellite, so, it was possible to conclude the possibility of establishment of a reasonable forecast system based in the data obtained from remote sensing, numerical forecasts and some key rain and flow gauges. The results of the hydroclimatic forecast indicated that the statistical methodologies presented the best results with lead time shorter than the lag time of the basins (generally 2-3 days in the Planalto region and 1-2 months in the Pantanal). These results result are coincident with the results of other researchers, since the statistical models explore the relations between series better. For longer lead times, the used conceptual model (MGB-IPH) revealed to be better, since it can extract information from meteorological data. The information obtained from the meteorological model allowed a better forecast in the Pantanal, since it improved the lead time of the forecast. In many cases the information of the meteorological model revealed to be better that the measured data in the rain and flow gauges of the basin in such a way, that beyond a tool to produce forecasts, the meteorological model showed that could be an excellent tool to understand the dynamics of the Pantanal.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3426_1.pdf: 1152306 bytes, checksum: 5ee78a6f271532ffc8fbb36e6f32bf9f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Introduzida no Pantanal há mais de dois séculos, a pecuária de corte extensiva é a principal atividade econômica da região. Apresenta baixos índices de produtividade e seu sistema de produção está adaptado às características ambientais de cheia e seca regionais. Desde o início dos anos 1970 os fazendeiros têm desmatado e plantado pastagens a fim de aumentar a produtividade do rebanho. O desmatamento tem causando impactos negativos no ecossistema e chamado a atenção da sociedade para questões relacionadas à sua conservação. Devido a sua condição singular em termos de riqueza biológica e diversidade de paisagens e ambientes foi instituído Patrimônio Nacional e Reserva Mundial da Biosfera. A possibilidade de oferecer aos produtores pantaneiros alternativas capazes de aumentar a rentabilidade da terra sem afetar o ecossistema tão severamente como o desmatamento foi um dos fatores motivadores deste trabalho. Para entender como a pecuária se insere na administração dos recursos naturais do Pantanal foram conduzidas várias etapas de investigação. Primeiro, foi determinada a rentabilidade (em termos de receita líquida) de fazendas com e sem pastos cultivados, através de um levantamento de dados primários sobre os sistemas de produção da pecuária regional. A seguir, foram analisadas alternativas para aumentar a rentabilidade da terra, mediante a introdução de práticas mais eficientes de manejo do rebanho e de novas atividades produtivas, complementares à pecuária. Finalmente, por meio de extensa revisão bibliográfica, se procurou estimar o valor econômico total do ecossistema Pantanal, para compará-lo com o valor dos diferentes usos da terra. Essa comparação mostra que os custos sociais do desmatamento são maiores do que os benefícios potenciais esperados, embora do ponto de vista privado o desmatamento proporcione ganho econômico. Ou seja, para o pecuarista a implantação de pastagens é rentável e se torna ainda mais rentável com práticas de manejo melhoradas e atividades complementares. Isso gera um conflito entre benefícios privados e sociais. O balanço entre os ganhos e perdas privados e sociais serve como balizador para entender e guiar programas voltados para a conservação da região e para orientar futuros esforços de pesquisa. A estratégia sugerida como tendo maior probabilidade de sucesso para alcançar os objetivos de conservação, é basear tais programas em incentivos antes que em medidas restritivas e regulatórias, pois as diferentes partes interessadas devem ser envolvidas na elaboração das soluções políticas

Orientador : Mary Anne Heidi Dolder / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-28T21:14:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_AdelinaAparecidaFrancisca_M.pdf: 5324853 bytes, checksum: f5498ea8beb0de81b5a4b46edae3596c (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado