Estudos referentes à dinâmica espaço-temporal da interação hospedeiro-parasitóide são de fundamental importância para o desenvolvimento de técnicas de manejo de insetos em agroecossistemas. Uma recente abordagem têm sido o estudo de populações através da simulação computacional dos indivíduos que a compõem. Este método tem possibilitado a incorporação de importantes características como individualidade e estrutura espacial nos modelos teóricos. Neste sentido, o presente estudo visou a elaboração de um modelo baseado no comportamento individual para simular a dinâmica espaço-temporal da interação Spartocera dentiventris (Berg) (Hemiptera: Coreidae), inseto associado à cultura do fumo, e de seu inimigo natural, o parasitóide de ovos Gryon gallardoi (Brethes) (Hymenoptera: Scelionidae). Para a elaboração do modelo, estudos sobre a bioecologia de G. gallardoi foram desenvolvidos, de modo a investigar (i) o efeito da temperatura no seu desenvolvimento e viabilidade, (ii) a mortalidade de imaturos em campo, (iii) os parâmetros reprodutivos e a longevidade dos adultos, (iv) os padrões de dispersão em campo e (v) a resposta funcional e a interferência mútua dos parasitóides em diferentes densidades de ovos de S. dentiventris. No intuito de avaliar a capacidade de predição do modelo elaborado, a dinâmica espaço-temporal de ovos sadios e parasitados de S. dentiventris foi acompanhada em um cultivo de fumo, estabelecido em área experimental do Departamento de Fitossanidade da Faculdade de Agronomia da UFRGS, Porto Alegre (30o01’S e 51o13’O), RS, Brasil A viabilidade do desenvolvimento dos parasitóides na faixa de 20 a 30oC não diferiu significativamente, alcançando 98,8%. O tempo de desenvolvimento ovo-adulto de machos e fêmeas foi inversamente proporcional ao aumento da temperatura. Os valores estimados para o limite térmico inferior de desenvolvimento e para a constante térmica foram 15,5oC e 185,19GD para machos e 15,6oC e 192,31GD para fêmeas. Diversos fatores afetam o sucesso de imaturos de G. gallardoi em campo, sendo que o malogro e a predação por sugadores são os principais responsáveis pela emergência de apenas 37,87% dos adultos. Foi observado um período médio de oviposição de 10,1 ± 1,74 dias, com o pico de oviposição no segundo dia, sendo depositados ao longo dos mesmos uma média de 67,5 ± 11,29 ovos por fêmea. Fêmeas de G. gallardoi foram significativamente mais longevas que os machos, vivendo, respectivamente, 13,7 ± 1,94 e 10,6 ± 1,78 dias. A razão sexual total observada foi de 0,79. A dispersão de G. gallardoi em cultivo de fumo não foi sensivelmente influenciada pelo vento, sendo estimada uma capacidade de locomoção diária média para fêmeas de no mínimo 7,62 m. O padrão de parasitismo de G. gallardoi ajustou-se perfeitamente à resposta funcional do tipo II (pseudo-r2= 0,99), sendo obtidos os valores de 0,0557 e 0,9989 h para os componentes a’ e Tm , respectivamente O aumento da densidade de parasitóides acarretou, de maneira geral, uma diminuição no número de ovos parasitados por parasitóide. Foi obtido para o índice de interferência mútua “m” o valor 0,626. A dinâmica temporal de S. dentiventris – G. gallardoi simulada ajustou-se muito bem aos dados obtidos em campo (r2= 0,82 para ovos sadios e r2= 0,72 para ovos parasitados). Da mesma forma, os arranjos espaciais dos ovos e da taxa de parasitismo observados em campo foram satisfatoriamente reproduzidos através das simulações computacionais. Os resultados indicam que G. gallardoi apresenta um bom potencial para controlar populações de S. dentiventris, seja pela sua viabilidade de desenvolvimento em uma larga faixa de temperatura ou pela sua capacidade reprodutiva e padrões de dispersão similares àqueles observados para outras espécies já utilizadas no controle biológico de insetos. Por outro lado, a sensibilidade às baixas temperaturas, a alta mortalidade de imaturos observada em campo e uma resposta funcional do tipo II podem ser fatores que se contrapõe ao sucesso do parasitóide no controle de populações de S. dentiventris. Considerando a independência entre os dados observados e os dados obtidos através de simulações, o modelo elaborado obteve pleno sucesso em simular a dinâmica da interação S. dentiventris – G. gallardoi a partir do comportamento individual dos diferentes agentes Duas importantes características associadas à estabilidade de sistemas hospedeiro-parasitóide foram observadas no estudo de campo e reproduzidas no modelo – um padrão de parasitismo inversamente dependente da densidade dos hospedeiros e uma resposta agregativa dos parasitóides em algumas regiões do sistema. Desta forma, futuros estudos podem avaliar, a partir de um enfoque baseado no indivíduo, quais mecanismos são responsáveis por tais comportamentos e qual é o seu efeito na dinâmica do sistema. Conclui-se, através deste trabalho, que o estudo da dinâmica de populações através de uma abordagem baseada no indivíduo, com base em modelos computacionais, pode ser uma alternativa viável para superar as limitações e a complexidade inerente ao uso de modelos populacionais analíticos. Desta forma, o maior realismo implícito nestes modelos os torna ferramentas muito úteis para diversas áreas da ecologia aplicada, particularmente para a entomologia agrícola.

As cabras Crespas constituem-se em um ecótipo caprino encontrado no extremo Sul do Brasil, fenotipicamente similar à raça Angorá. Cruzamentos com outras raças, pressões seletivas de manejo e do ambiente, conferem a estes indivíduos características fenotípicas diferenciadas. O principal objetivo deste trabalho foi estimar a variabilidade genética nas populações de cabras Crespas do Rio Grande do Sul, e a relação destas com outras raças caprinas criadas na região e com a raça Angorá (proveniente da Argentina), através de marcadores moleculares de DNA nuclear e mitocondrial. A amostra (n=162) foi composta por indivíduos provenientes das raças Alpina (n=10), Anglo Nubiana (n=21), Boer (n=19), Saanen (n=20), e Angorá (n=28), além de 64 indivíduos de Crespas (cinco rebanhos). Foram analisados fragmentos de 696 pb da região controladora de mtDNA, além de 11 loci de microssatélites. Para o locus mitocondrial, as análises indicaram a existência de 61 sítios variáveis, a partir dos quais foram definidos 37 haplótipos (Hd=0,930 e Pi=0,0124). Com relação aos loci de microssatélites, encontrou-se um número médio de alelos de 9,6 e heterozigosidade média observada de 0,52. Ao que se refere a fluxo gênico entre as raças, o menor valor de RST foi verificado entre a raça Crespa e a Saanen (0,13) enquanto que o maior valor de FST (0,42) foi verificado entre Crespa e Angorá. Uma AMOVA foi realizada nas populações do ecótipo Crespa onde a maior parte da variação total corresponde a diferenças entre indivíduos (89,04%) e somente 10,96% é resultante de diferenças entre as populações. Análises de estrutura populacional (STRUCTURE) mostraram uma diferenciação genética significativa entre as raças, bem como em relação ao ecótipo Crespa. O padrão de diferenciação genética foi representado por uma análise de componentes principais (PCA) baseada na frequência dos alelos das seis raças caprinas, o PC1 resultou em 29,47% da diversidade genética total e o PC2 em 23,94% (p>0,05). O eixo PC1 demonstrou a grande proximidade entre as raças Angorá e Boer e a maior distância destas com relação à Crespa. Assim, os resultados sugerem que além de características morfológicas (fenotípicas) diferenciadas, a cabra Crespa apresenta também diferenciação genética das outras raças criadas hoje no Sul do Brasil, não tendo sua origem confirmada na raça Angorá. Essas informações, aliadas a continuidade deste estudo, serão de grande importância na tomada de decisão quanto à conservação deste ecótipo em isolamento reprodutivo, assim como na determinação de sua posição filogenética dentre os caprinos, com vistas à proposição de uma nova raça nativa para o sul do Brasil. / Crespas goats are an ecotype found in Southern Brazil, phenotypically similar to the Angora breed. Crosses with other breeds, selective pressures and environmental management, make these individuals phenotypically differentiated. The main objectives of this research were to estimate the genetic variability in populations of Crespas goats, and their relationship to other goat breeds created in this region, even as the Angora (from Argentina), using molecular markers of nuclear and mitochondrial DNA. The total sample (n = 162) comprised individuals from the Alpine race (n = 10), Anglo-Nubian (n = 21), Boer (n = 19), Saanen (n = 20) and Angora (n = 28), and 64 individuals of Crespas goats (five livestock). We analyzed 696 bp fragments of control region mtDNA, as well as 11 microsatellite loci. Analyses showed the existence of the 61 variable site, from which were defined 37 haplotypes (Hd = 0.930 and π= 0.0124). Concernig to microsatellite loci, we found a mean number of alleles of 9.6 and average observed heterozygosity of 0.52. For the gene flow estimates between races, the lowest value of RST was found between Crespa and Saanen (0.133) while the highest value of FST (0.422) was found between Crespa and Angora. An AMOVA was performed on populations of the ecotype Crespa where most of the total variation corresponds to differences between individuals (89.04%) and only 10.96% from differences between populations. Analysis of population structure (STRUCTURE) showed a significant genetic divergence between races, as well as in relation to the ecotype Crespa. The pattern of genetic differentiation was represented by a principal component analysis (PCA) based on the frequency of alleles of six goat breeds. The PC1 resulted in 29.47% of the total genetic diversity in 23.94% and PC2 (p>0.05). The PC1 axis showed a great similarity between the Angora and Boer breeds and greater distance from the Crespa. Thus, the complete results suggest that, in addition the morphological (phenotypic) differentiation, the goat Crespa also presents genetic differentiation from other races raised today in southern Brazil, and has not confirmed its origin from the Angora breed. This information, combined with the continuity of this study will be of great importance in decision making regarding the conservation of this ecotype in reproductive isolation, as well as in determining its phylogenetic position among the goats, with a view to the proposition of a new breed native to southern Brazil.

Os estudos da estrutura e dinâmica populacional das espécies arbóreas nativas são escassos, tornando-se uma das grandes lacunas para embasar práticas adequadas de manejo e conservação das espécies e dos ecossistemas florestais. Cabralea canjerana, com ampla distribuição no Neotrópico, apresenta grande importância econômica devida sua madeira e grande valor ecológico na abundante frutificação, pelo alto teor nutricional a fauna. Neste sentido, pretende-se inicialmente, determinar o padrão de abundância e distribuição geográfica na região sul e sudeste do Brasil, através da revisão da literatura fitossociológica. Analisar e descrever através de levantamentos de campo a dinâmica populacional e os aspectos da regeneração natural em uma zona de contato entre as florestas ombrófilas mista e densa, no sul do Brasil (29º 26’17” a 29º 34’ 42” Latitude Sul e 50º 08’ 14” a 50º 14’ 18” Longitude Oeste). Os levantamentos iniciaram com um censo, em março de 2001, em 3 parcelas permanentes de 1 ha, na qual, a estrutura populacional foi determinada. Em 2004, duas das três parcelas foram reduzidas a metade. Foram refeitos os censos quando todos os indivíduos estavam etiquetados e a partir daí monitorados semestralmente até agosto de 2005. Foi enfatizada a alometria relacionada às taxas demográficas dos indivíduos com até 100 cm de altura; na reprodução (frutificação) e dinâmica populacional para toda a população. Constatou-se incongruência na literatura quanto à caracterização dos padrões de ocorrência e abundância local de C. canjerana, sendo verificado que embora freqüente nas florestas estacionais apresenta-se com baixa abundância local, por outro lado, na floresta ombrófila densa ocorre de forma esparsa, porém com elevada abundância em altitudes acima dos 700 m. Mesmo ausente na floresta ombrófila mista pode-se observar a presença de jovens colonizando áreas distantes da encosta na zona de ecótono. As variáveis morfométricas da população indicam sua presença nos diferentes estratos verticais da floresta, com a altura máxima de 17 m, constituindo o dossel. A relação entre altura total e o diâmetro à altura do solo (DAS) apresentou valor (r²= 0,68) e 70 % dos indivíduos > 10 cm de DAS desenvolveram-se em ambientais com alta luminosidade. Foram refeitos os censos quando todos os indivíduos estavam etiquetados e a partir daí monitorados semestralmente até agosto de 2005. Foi enfatizada a alometria relacionada às taxas demográficas dos indivíduos com até 100 cm de altura; na reprodução (frutificação) e dinâmica populacional para toda a população. Constatou-se incongruência na literatura quanto à caracterização dos padrões de ocorrência e abundância local de C. canjerana, sendo verificado que embora freqüente nas florestas estacionais apresenta-se com baixa abundância local, por outro lado, na floresta ombrófila densa ocorre de forma esparsa, porém com elevada abundância em altitudes acima dos 700 m. Mesmo ausente na floresta ombrófila mista pode-se observar a presença de jovens colonizando áreas distantes da encosta na zona de ecótono. As variáveis morfométricas da população indicam sua presença nos diferentes estratos verticais da floresta, com a altura máxima de 17 m, constituindo o dossel. A relação entre altura total e o diâmetro à altura do solo (DAS) apresentou valor (r²= 0,68) e 70 % dos indivíduos > 10 cm de DAS desenvolveram-se em ambientais com alta luminosidade. / The structure and dynamic studies of the population of native arboreous species are few, having become a significant lacuna for the support of the adequate practices of management and conservation of the species and forestial ecosystems. Cabralea canjerana, with wide distribution in the Neotropic, has a great economic importance, due to its wood and great ecologycal value during the period of its abundant fructification, for its high nutricional meaning for the fauna. In this sense, it is primely intended to determine the abundance pattern and the geographical distribution in the south and southwest regions of Brazil, through the revision of the phyto-sociological literature. To analyse and to describe through field survey, the population dynamics and the aspects of natural regeneration in a region of contact between the ombrophyla dense and mixed forests, in the south of Brazil. (29º 26’17” a 29º 34’ 42” South Latitude and 50º 08’ 14” a 50º 14’ 18” West Longitude). The surveys have begun with a census, in march 2003, in three permanent portions of 1ha, in which, the population structure was determined. In 2004, two of three portions were reduced to half their initial size. The census were made again when all individuals were labeled and from this point it was realized a semestral follow-up untill august 2005.The alometry were emphasized, related to the demographic rates of individuals with height until 100cm; in the reproduction (fructification) and in the dynamics of the population. It was veryfied an incongruity in the literature related to the characteristic description of the occurrence patterns and local abundance of C. canjerana, being veryfied that, although frequent in the seasonal forests, it has a low local abundance, by other hand, in the ombrophyla dense forest its occurrence is dispersed, but it has a high abundance in the altitudes higher than 700m. Even being absent in the mixed ombrophyla forest, we can observe the presence of young plants colonizing distant areas in the slope of the ecotone zone. The morphometric variantions of the population show their presence among different vertical excerpts of the forest, with maximum 17m height, composing the dossel. The relation between total height and the diameter at the land height (DAS) presented a value (r²= 0,68) and 70% of the individuals >10cm of DAS have developed in an high luminosity environment. This way, the alometryc model was influenced by the anthropic impacts that took place in this region and also affected the allocation of resourses for reproduction as veryfied by the positive relation between the fruit production with the canopy area of the matrixes. The relative growing rate (TCR) of the individuals were low and there was no difference between the seedlings rates and saplings plants until 100cm height. The survival was high and had a positive relation (P= 0,04) of leaves and folioles. The mortality in all surveys was lower than the recruting. It was veryfied the formation of a bank of seedlings. The structure of the population, in 2001 and 2005 did not differ (P<0,001), presenting the shape of the letter “J” upsidedown with population development of λ= 2,16. The growing rate is considered high, if compared to other arboreous species, being the increase in the number of seedlings and saplings plants, the responsible for this high number. Therefore, this study is the first approximation about the population dynamics of C. canjerana, being necessary the long-term follow-up and the samples increase in regional scale.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-05T19:43:11Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 554927 bytes, checksum: bab54979b9aadcf5a58ec71918b9a436 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-05T19:43:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 554927 bytes, checksum: bab54979b9aadcf5a58ec71918b9a436 (MD5) Previous issue date: 2001-08-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo geral da tese foi responder por que insetos herbívoros apresentam tendências populacionais cíclicas previsíveis. Os três primeiros capítulos tratam dos mecanismos responsáveis por ciclos de colonização/ extinção de pequena escala local, acontecendo em manchas temporárias de recursos, como cultivos agrícolas de plantas efêmeras. O quarto capítulo indica causas de variação populacional cíclica sazonal, ocorrendo na mesma época do ano e provavelmente em escala regional. Performance alimentar e preferência de oviposição são aspectos da história de vida do indivíduo fundamentais para explicar padrões populacionais em insetos herbívoros. Nós testamos, em laboratório, se o desenvolvimento ontogenético da planta efêmera afeta negativamente a performance do inseto folívoro oligófago P lutella xylostella (Lepidoptera). A despeito da planta hospedeira ( B rassica oleraceae var.capitata) produzir folhas novas ao longo de toda a vida, seu amadurecimento aumentou a mortalidade pré-imaginal do herbívoro. Houve ainda redução na velocidade de desenvolvimento das larvas, no peso das pupas e na fecundidade. Portanto, o desenvolvimento da planta foi acompanhado de uma queda na sua qualidade, de modo que o inseto teve sua performance alimentar diminuída (expressa como taxa reprodutiva líquida (R o) ou como potencial de crescimento populacional (r)). Se não houver outras pressões seletivas mais fortes modulando o comportamento das fêmeas adultas, o resultado da seleção natural poderá ser a preferência de oviposição covariando com a performance ali-mentar das larvas durante o desenvolvimento da planta. Nós sugerimos que insetos oligófagos, que utilizam plantas efêmeras, devem atacar com mais intensidade as fases jovens e tenras do vegetal, embora elas possam conter mais compostos que são tóxicos para outras espécies. Em insetos herbívoros, ciclos populacionais de colonização e extinção em manchas temporárias de plantas são dependentes da migração. A migração geralmente requer mais que uma decisão comportamental e envolve também mudanças morfológicas e fisiológicas no indivíduo. No segundo capítulo, nós testamos se insetos usam diretamente o processo de envelhecimento da planta hospedeira para modular sua atividade migratória entre as manchas de recursos. P . xylostella foi criada em laboratório com plantas de repolho de diferentes idades. Adultos que passaram a fase larval nas plantas tenras de menor idade foram inibidos em sua capacidade migratória. Por outro lado, plantas maduras, especialmente suas folhas novas, estimularam o desenvolvimento de características morfológicas e fisiológicas no adulto que geralmente ocorrem em formas migrantes de insetos. Mudanças químicas ontogenéticas e previsíveis na planta poderiam ser usadas como pistas para o herbívoro prever seu futuro ambiente reprodutivo e modular sua atividade migratória ainda durante a fase larval. No terceiro capítulo, nós investigamos se, em pequenas manchas temporárias de recursos: 1) padrões temporais na abundância local de insetos herbívoros são definidos de baixo para cima na cadeia alimentar, por efeito de mudanças ontogenéticas no tamanho e na qualidade nutricional das plantas; 2) folívoros oligófagos apresentam tendências temporais distintas dos polífagos. Durante o desenvolvimento das plantas hospedeiras (manchas cultiva- das de B. oleraceae var. capitata), larvas da oligófaga P . xylostella e da polífaga T richoplusia ni (Lepidoptera) tiveram tendências paralelas de variação na sua abundância local. Os ciclos paralelos de crescimento e declínio nas populações foram explicados, de modo altamente significativo, pelo crescimento das plantas hospedeiras, pela diminuição na sua qualidade nutricional e pela interação das duas variáveis. A preferência de oviposição das mariposas covariou temporalmente com a performance alimentar das larvas e determinou o paralelismo nas flutuações populacionais das duas espécies. Nós discutimos que, durante o desenvolvi- mento das plantas efêmeras, insetos folívoros monófagos, oligófagos e polífagos devem apre- sentar uma tendência de flutuação populacional comum, generalizada entre eles. Na mancha temporária de plantas, populações locais de predadores e parasitóides provavelmente acompanham a mesma tendência observada no nível trófico abaixo. No quarto capítulo, nós perguntamos se ciclos sazonais, e provavelmente regionais, em populações tropicais da cosmopolita P . xylostella têm relação com a variação sazonal na disponibilidade de recursos. Também foi investigado se fluxos imigratórios previsíveis são a causa proximal do início dos ciclos de crescimento populacional. Durante três anos, plantas preferidas do inseto foram cultivadas continuamente e irrigadas de modo a sempre haver recurso em abundância. Mesmo assim, houve uma tendência populacional sazonal e a hipótese da disponibilidade de recursos não explica o padrão observado. No começo dos ciclos sazonais, o aumento na densidade de adultos precedeu significativamente o aumento na densidade de imaturos. Parece que P . xylostella não sofre diapausa, de modo que fluxos imigratórios foram a causa da fase previsível de crescimento da população. A infestação artificial da área com pupas, durante o outono, quando a população encontrava-se extinta, provocou um ciclo populacional precoce. Portanto, nós assumimos que a época do início dos ciclos é explicada por fatores externos e não necessariamente devida a uma melhoria das condições locais durante o inverno. Hipóteses testáveis também foram sugeridas para explicar por que cada população sazonal foi incapaz de persistir até um novo fluxo imigratório do ano seguinte. / The aim of this thesis was to answer why do herbivorous insects show predictable cycles in their populations. In the first three chapters, we dealt with mechanisms behind small- scale cycles in oligophagous and poliphagous species occurring in ephemeral patches of resource, such as agricultural crops. These small-scale cycles of colonization and extinction must be inserted in larger-scale ones. Therefore, in the fourth chapter, we also tried to identify causes of seasonal cycles that occur at roughly the same time of the year and probably in regional scale. Performance and preference are fundamental life history traits to explain patterns in populations of herbivorous insects. Firstly, we asked whether the alimentary performance of the oligophagous P lutella xylostella (Lepidoptera) is negatively affected by the ontogenetic development of its ephemeral host plant ( Brassica oleraceae var. capitata ). Although plants produced new leaves along its life, the pre-imaginal survival of the insect was smaller, and its development was slower in mature than younger plants. The aging of the host plant also reduced the pupal weight and the realized fecundity. As the plant aged, individuals had their alimentary performance decreased (measured as net reproductive rate (R o) or intrinsic rate of increase ( r)). If stronger adaptive pressures do not exist, the result of natural selection should be oviposition preference co-varying with alimentary performance during the plant aging. We expect that monophagous and oligophagous insects would attack mainly younger and tender developmental phases of their ephemeral host plants, even though they can have more compounds that are toxic to others species. Regular cycles of colonization and extinction in ephemeral patches of resource cannot be explained independently of migratory processes. In the second chapter, we tested if insects use the host plant aging to modulate their migratory activity between temporary patches of resources. P xylostella was reared with cabbage of different ages, and adults fed in their larval phase with younger and tender plants seem to be inhibited in their migratory ability. On the other hand, mature plants, especially their new leaves, favored the development of phenotypic traits that are correlated with the migratory activity of insects in general. The low quality and the short persistence of ephemeral mature plant, insufficient for one additional insect generation, should act as a selective pressure favoring migratory ability. Insects would track ontogenetic chemical changes of the host plant to predict their future reproductive environment and to modulate their migratory ability during the pre-imaginal development. Individuals reared on mature plants will be prepared to migrate as soon as they have emerged from the pupa, without losing their short reproductive lifetime searching through the deteriorated resource patch. In the third chapter, we investigated whether in small patches of resources: 1) herbivorous insects have temporal population trends defined by bottom-up forces, related to aging of the host plants; 2) oligophagous and poliphagous herbivores have different population trends. Poliphagous larvae of T richoplusia ni (Lepidoptera) and oligophagous larvae of P . xylostella had parallel population cycles during the development of the plants in cabbage patches. Oviposition had the same decreasing temporal trend that larval performance. Moths were able to detect ontogenetic differences in plant traits, and the selective oviposition behavior shared by the species determined the parallelism in population trends. However, because young plants are smaller and support fewer individuals than mature ones, populations showed cyclic trends, not decreasing. Populations peaked at medium age plants. In fact, cycle trends in both species were fully explained by the plant growth (increase in size or biomass), by its decreasing quality (measured as insect performance or intrinsic rate of increase (r)), and by the interaction between explanatory variables. We discussed that abundance of monophagous, oligophagous and poliphagous insects show a generalized temporal trend during the deve-lopment of their ephemeral host plants. In the plant patch, insect parasitoids and predators probably follow the same temporal pattern than their hosts or preys. In the fourth chapter, we asked if seasonal, and probably also regional, cycles in tropical populations of the cosmopolite P . xylostella have causal relationship with seasonal resource availability. We also investigated if a predictable immigration flow is the proximal cause of each cycle of population growth. We cultivated and irrigated their preferred host plants, making resource abundant along the whole year and during three years. Even so, insects had a seasonal population trend. Population always increased rapidly in winter, but it was already extinct again in early summer. Therefore, seasonal resource availability hypothesis could not explain the population pattern. At the beginning of the seasonal cycles, the increase in adult density preceded significantly in time the increase in immature density. P . xylostella does not diapause, therefore immigration flow was the cause of the predictable population growth. Artificial infestation (immigration) of the area, during autumn, when the population was extinct, started a precocious population cycle. We assumed that the time when cycles begin is determined by external factors, not necessarily by improvement of local conditions during the tropical winter. We suggested mechanistic and testable hypotheses to explain why population was unable to persist until the new immigration flow, in the following year.

Investigamos a existência e detectamos soluções periódicas do tipo ciclo limite em sistemas determinísticos não lineares de equações diferenciais ordinárias autônomas tais como as que se originam em modelos de populações interagentes. Após descrever alguns modelos populacionais básicos para uma única espécie bem como para duas populações interagentes (presa e predador), introduzimos o modelo de Hastings-Powell (H-P) que descreve o comportamento dinâmico de uma cadeia alimentar de três espécies, onde a presa é logística, enquanto o predador e o superpredador têm uma resposta funcional do tipo Holling. Posto que uma condição necessária para a existência de um ciclo limite é a instabilidade de um estado estacionário, desenvolvemos a análise da estabilidade linear dos estados de equilíbrio dos sistemas com os quais trabalhamos. Assim, após calcular os estados estacionários, obtemos a linearização de cada sistema em torno de tais pontos no espaço de fase. Também obtemos o comportamento dinâmico global do modelo de H-P através de integração numérica e podemos observar não somente a existência de ciclos limite mas também comportamento caótico, para valores adequados do parâmetro de controle. Antes de aplicarmos os teoremas de Poincaré-Bendixson e de Hopf, que tratam de condições para a existência de soluções periódicas, apresentamos uma breve discussão a respeito de bifurcações, incluindo algumas ilustrações práticas. Finalmente, também incluímos uma aproximação, recentemente desenvolvida por Muratori e Rinaldi, desenvolvida através de perturbação singular, para analisar possíveis conseqüências de interações entre as componentes dos sistemas dinâmicos que envolvem tempos de respostas muito distintos; embora particular, este caso é freqüentemente observado para cadeias alimentares, onde os tempos de resposta dos níveis tróficos aumentam no sentido da base para o topo. Além disso, estes autores mostram como detectar a estrutura dos transientes e a natureza do atrator, em particular, um ciclo limite de baixa freqüência globalmente estável com uma repentina inserção de oscilações de alta freqüência, muito similar ao que encontramos no modelo de H-P. / We investigate the existence and the detection of limit cycle periodic solutions for nonlinear deterministic systems of autonomous ordinary differential equations such as those arising in interacting population models. After describing some basic population models for a single species and for two interacting populations (prey and predador), we introduce the Hastings-Powell (H-P) model describing dynamical behavior for a three-species food chain, where prey is logistic, while predador and superpredador have a Holling type functional response. Since a necessary condition for the existence of a limit cycle is the instability of a steady state by growing osciUations, we develop the linear stability analysis for each equilibrium state of the systerns we are concemed with. So, after calculating the steady states, we obtain the linearization of the system about such phase space points. We also obtain the global dynamic behavior of the H-P model by numerical integration and we can observe not only limit cycles but also chaotic behavior, for suitable values of the control parameter. A brief discussion about bifurcation, including some practical illustrations, is presented before applying Poincaré-Bendixson and Hopf's theorems, which deal with conditions for the existence o f periodic solutions. Finally, we also include an approach, recently developed by Muratori and Rinaldi, performed through singular perturbation, to analyse possible consequences of interactions between components of dynamical systems which involve highly diversified time responses; although particular, this case is very frequently observed for food chains, where time responses of the trophic leveis increase from bottom to top. Moreover, these authors show how to detect the structure of the transients and the nature of the attractor, in particular, a globally stable low-frequency limit cycle with a burst of high-frequency oscillations, very similar to those we can find from H-P model.

Neste trabalho estudamos a competição cíclica entre três cepas da bactéria Escherichia coli. O modelo para esta competição consiste em um autômato celular estocástico com dois tipos distintos de vizinhança, utilizadas para reproduzir os resultados de um experimento biológico com e sem mistura dos indivíduos. Mostramos existir em tal modelo um novo fator determinante no resultado final da competição: o tamanho da rede utilizada nas simulações. Observamos duas fases no modelo, que dependem do tamanho da rede utilizado nas simulações, sendo cada fase caracterizada pela sobrevivência de uma cepa. Mostramos que tal dependência ´e um efeito robusto perante o uso de diferentes formas de interações de longo alcance, e que o tamanho de rede onde ocorre a passagem de uma fase para outra é alterado pelos parâmetros do modelo. Ao estudar sistematicamente as fases em função dos parâmetros associamos a dependência no tamanho da rede utilizada `a ocorrência de um período de quase-extinção da cepa vencedora na aproximação de campo médio. Tal período de quase-extinção é gerado precisamente pelo caráter cíclico da competição, o que sugere que ele pode ser uma característica geral de modelos de competição cíclica. Propomos neste trabalho uma nova abordagem para modelar tal competição utilizando equações diferencias parciais. No modelo proposto foi possível observar a coexistência das três cepas ao utilizar um coeficiente de difusão pequeno, que simula as interações locais do experimento biológico. Introduzimos mistura entre os indivíduos, que a partir de uma certa frequência gera a extinção de duas cepas conforme esperado. O modelo proposto pode ser aplicado a outras situações de interesse. / We study a competition model between three strains of the bacteria Escherichia coli. The model for this competition is a stochastic cellular automata with two different neighbourhoods, which reproduces very well the effect that the use of mixture has over the final outcome of the competition. Here we show a new factor responsible for determining the final outcome of competition: the lattice size. We observed two different phases in the model, which depends on the lattice size used in simulations, each phase represents the surviving of one strain. We showed that such dependence related to the lattice size is a robust effect when we used different long-range interactions, and that the lattice size where its change from one phase to another one is strongly affected by the competition parameters. When we studied the phase dependence in function of competition parameters, we associated its occurrence to a quasi-extinction period of the winner strain in the mean field approximation. Such quasi-extinction period is generated by the cyclic nature that this competition presents, which suggest that it can be a general feature of cyclic competition models. We also propose a new model based on partial differential equations to describe cyclic competition. Under local interactions, our model predicts coexistence of the three strains when it has a small diffusion coefficient, that simulates the local interactions in the biological experiment. We also implemented a mixture process between the individuals, that above one frequency generates the extinction of two strain as it was expected. The new model proposed can be applied to describe other interest situations.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-11T19:19:18Z No. of bitstreams: 1 2015_NatáliaMorgadoNardi.pdf: 4415324 bytes, checksum: 166b6e30e2896ef08582a656d42221c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-01-12T18:06:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_NatáliaMorgadoNardi.pdf: 4415324 bytes, checksum: 166b6e30e2896ef08582a656d42221c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-12T18:06:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_NatáliaMorgadoNardi.pdf: 4415324 bytes, checksum: 166b6e30e2896ef08582a656d42221c7 (MD5) / Ischnothele annulata é uma aranha Mygalomorphae da família Dipluridae existente no Brasil, Bolívia, Paraguai e Argentina. É uma caranguejeira comum e facilmente identificável, com os poucos trabalhos existentes e com foco taxonômico. O presente estudo descreve aspectos de sua história natural de uma população brasileira de cerrado sensu stricto, passando por aspectos de ecologia populacional (abundância, densidade, padrão de distribuição espacial); comportamentais (reprodução e cuidado com filhotes); de sua dieta natural; de fenologia; dentre outros. Estudos foram feitos no Distrito Federal em 2014. A densidade média foi de 511,41 ± 115,76 ( ± ) indivíduos/ha em abr/mai e 201,48 ± 36,82 ( ± ) indivíduos/ha em set/out; a população possuiu distribuição agregada, sendo maior no início do ano, quando jovens, e menor ao final, quando adultos. Os três taxa de presas mais abundantes foram Hymenoptera (88,9%), Coleoptera (4,6%), Isoptera (4,2%), sendo Formicidae responsável por 87,8% do total. O comprimento da carapaça explicou 52,6% da variação na área da teia, sendo 49,8% correlacionadas. A corte foi parecida com o observado em cinco outras Dipluridae, com sinalização vibratória do macho, corte recíproca da fêmea, investidas, fazendo o macho recuar; havendo frequente interrupção da corte pelo macho, que se retirava. Em campo, machos foram encontrados dentro de teias de fêmeas ou em teia própria adjacente; mesmo quando já havia ooteca ou filhotes. As fêmeas apresentaram cuidado parental, oferecendo presas aos juvenis, similar a I. caudata. A reprodução ocorre uma vez por ano, de julho a novembro, e indivíduos vivem cerca de um ano. Esse trabalho propiciou uma base ampla para a realização de estudos mais aprofundados em diversas áreas, como: ecologia, predação, reprodução, evolução. / Ischnothele annulata is a Mygalomorphae spider from Dipluridae family that inhabits Brazil, Bolivia, Paraguay and Argentina. It is a common tarantula, easy to identify, that the few existing works on it have a more taxonomic view. This paper describes aspects of an Brazilian cerrado sensu stricto population’s natural history, going through population ecology (abundance, density, spatial pattern); behavior (reproduction and parental care); natural diet; phenology; among other observations. Studies were held on Distrito Federal, throughout 2014. Average density was 511,41 ± 115,76 ( ± ) individuals/ha on Apr/May and 201,48 ± 36,82 ( ± ) individuals/ha on Sept/Out. The distribution has an clumped pattern, being more clumped at the beginning of the year, when they are young, than in the end, as adults. The three most abundant prey taxa were Hymenoptera (88,9%), Coleoptera (4,6%), Isoptera (4,2%), Formicidae alone accounting for 87.8% of the total. Carapace length explained 52.6% of web’s area variation, being 49,8% correlated. Courtship was similar to observed in five other Dipluridae, with vibratory signaling, reciprocal female courtship, lunges onto the male, making him retreat; the courtship was often ceased by the male, that would draw back. Males were found on field inside females’ webs or on adjacent webs, even when there already had egg sacs or spiderlings. Females showed parental care, providing prey to juveniles, similar to I. caudata. Reproduction occurs once a year, from July to November, with individuals living about a year. This work provided a broad basis for conducting further research in several fields, such as ecology, predation, reproduction, evolution.

Na região nordeste do Rio Grande do Sul aflora uma sucessão vulcânica com mais de 800m. Na porção superior desta sequência encontram-se as vulcânicas ácidas (~200m) da LIP Paraná-Etendeka. Três áreas desta região foram escolhidas para investigação: Mato Perso (MP), São Marcos (SM) e Jaquirana-Cambará do Sul (JC). Nestas áreas foi reconhecida uma arquitetura de litofácies de condutos alimentadores e de lavas. Os condutos possuem ~15-25 m de largura, exibindo, no seu núcleo, litofácies coerentes e pouco vesiculadas de cor preta, bandadas e dobradas. Nas bordas ocorrem litofácies coerentes vesiculadas oxidadas, vitrófiros esferulíticos e brechas. As lavas são compostas por vitrófiros maciços ou com foliação horizontal, localmente bandados, ou microfraturados. Em Mato Perso, lavas oxidadas ocorrem na base da sequência estratigráfica. Estruturas regionais de direção NE-SW, como o Lineamento Antas, limitam estruturas de menor escala de direção NW-SE, onde os condutos afloram. As estruturas verticais no núcleo dos condutos estão orientadas nas direções NE-SW e NW-SE, e sua fábrica magnética possui Kmax horizontal a localmente vertical, sugerindo fluxo horizontal. No entanto, a alta dispersão dos dados em alguns sítios deve-se a obstrução do fluxo por fragmentos e pelos padrões de dobramento complexos. As lavas possuem planos de foliação magnética horizontais, com lineação magnética mergulhando para NE, NW, SE e SW. O baixo conteúdo de vesículas no interior dos condutos e nas lavas manteve as direções de fluxo e baixos parâmetros de capilaridade, sendo potenciais zonas de preservação da trama magnética original. Na borda dos condutos, as altas taxas de cisalhamento, além do alto conteúdo de fragmentos e bolhas induziram a instabilidade do fluxo, favorecendo a distribuição aleatória da trama. As feições distintivas das áreas estudadas são o conteúdo e tamanho dos fenocristais e microfenocristais de plagioclásio+clinopiroxênio+titanomagnetita±sanidina, que diminuem de MP para SM e JC. Diferenças também são conferidas na química mineral: em MP e SM os plagioclásios são cálcicos e os piroxênios levemente menos férricos que JC, onde os plagioclásios são sódicos. Modelos de assimilação e cristalização fracionada (AFC) e balanço de massa forneceram bons resultados para o fracionamento de andesitos basálticos, sotopostos na pilha vulcânica, gerando proporções de assembleia fracionada muito próximas das observadas em lâmina. Os padrões de elementos-traço e terras raras, normalizados pelo manto primitivo, são muito parecidos com os dos andesitos basálticos, sendo apenas levemente mais enriquecidos. Diferenças em razões de elementos incompatíveis, são atribuídas a variações da fonte e da crosta assimilada. Altas temperaturas (>1000°C), conteúdos de água em torno de 0,5-1,3% e viscosidades entre 106-10³ Pa s mantiveram o carácter efusivo das erupções. Paleopressões calculadas (~4-9 kbar) são compatíveis com modelos onde o reservatório estacionou no limite manto-crosta. A variação de temperatura no manto superior ocorreu em resposta à tectônica de placas nas margens do Gondwana. Movimentos constritivos progressivos, antes da quebra do Supercontinente, diminuíram a distância entre o reservatório e a superfície, possibilitando maiores taxas de efusão e ascensão dos magmas ácidos. O magma ascendeu por falhas e os condutos serviram de fonte proximal para as lavas. / The northeastern portion of Rio Grande do Sul exposes a ~800m volcanic succession. In upper part of the sequence there are silicic volcanics (~200m) of the Paraná-Etendeka LIP. Three areas from this portion were chosen for investigation: Mato Perso (MP), São Marcos (SM) and Jaquirana-Cambará do Sul (JC). Conduit-related and lava-related lithofacies architecture were recognized in these areas. The conduits are ~15-25m in width, and display coherent, banded and folded poorly vesicular lithofacies at their core. In the boarders there are oxidized vesicle-rich lithofacies together with spherulitic vitrophyres and breccias. Lavas are composed of massive or flat-lying foliated vitrophyres, locally banded or microfractured. At Mato Perso, oxidized lavas were described in the base of the silicic stratigraphic sequence. Regional structures trending NE-, like the Antas lineament, control smaller-scale structures trending NW-, where conduits outcrop. Vertical structures in the core of the conduits are trending NE- and NW-, and magnetic fabric has horizontal, locally vertical, Kmax, suggesting horizontal flow. Although, high dispersion of data in some sites is explained by obstruction of the flow by fragments and by complex folding patterns. Lavas have flat-lying magnetic foliation planes and magnetic lineation plunging to NE, NW, SE and SW. Low vesicle content in conduit cores and lavas maintained the flow directions and low capillarity parameters, being potential zones for preservation of original magnetic fabric. At conduit boarders, the high shear rates besides high fragment and bubble contents induced flow unsteadiness, favoring the random distribution of the magnetic fabric. Distinctive features between study areas are the plagioclase+clinopyroxene+titanomagnetite±sanidine phenocryst/microphenocryst size and content. They decrease from MP to SM and JC. Differences are observed in mineral chemistry too: MP and SM plagioclases are more calcic and the pyroxenes less ferric than JC, where plagioclases are sodic. Assimilation and fractional crystallization (AFC) and mass balance models yielded good results for underlying basaltic andesite fractioning, generating mineral assembly in proportions similar to those observed in thin-section. Primitive mantle normalized trace-element and rare earth patterns resemble those of basaltic andesites, being slightly more enriched. Difference on incompatible trace element ratios is ascribed to variations within the source and the assimilated crust. High temperatures (>1000°C), water contents between 0.5-1.3 wt.% and viscosities between 106-10³ Pa s kept the effusive behavior of eruptions. Calculated paleopressures (~4-9 kbar) are compatible with models where the reservoir was ponded in the mantle-crust boundary. The temperature variation in the upper mantle has occurred in response to Gondwana plate tectonics at active margins. Progressive constrictive movements, before the Supercontinent break-up, decreased the distance between the reservoir and the surface, enabling higher effusion rates and ascent of silicic magmas. The magma ascended through faults and the conduits were the lavas proximal sources.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2754.pdf: 1596501 bytes, checksum: 942c46cb613e5d89c8ba3fa8cd1a6111 (MD5) Previous issue date: 2009-08-04 / Universidade Federal de Sao Carlos / The Africanization process through the Americas started in 1956 with the introduction in Rio Claro (SP) of Apis mellifera scutellata queens from South Africa. The resultant alterations of this process in the characteristics of the preexisting honeybee populations have been measured through several methods, including morphometry, allozymes, mitochondrial DNA patterns and in a lower degree the microsatellite loci. The aim of this study was to determine the genetic structure of the A. mellifera Africanized populations from seven countries of South and Central Americas, employing 12 microsatellite loci. Parental populations from Europe and Africa were used as control. The results obtained from 2034 colonies analyzed indicated that the American Africanized populations presented a high variability and have essentially an African genetic constitution. The South region of Argentina is an exception since those samples keep the variation patterns of the European populations, with a lower degree of polymorphism. However, the presence of Africanized honeybees in high altitudes and low temperatures observed in Colombia indicate that the restrictions for the colonization of temperate regions by the Africanized swarms are not only due to the temperature. Concerning to the low frequencies of the European patterns in the Africanized populations, the contribution of genes characteristics of subspecies from the M lineage (A. m. iberiensis) is higher, with a very low proportion of C lineage genes (A. m. ligustica). Results of population structure indicate that the Africanized populations are genetically low differentiated. Even though a low fraction of European genes exists in the Africanized populations, we can affirm that the genetic constitution of the honeybees of Americas is a straight result of the introduction of A. m. scutellata in Brazil. / O processo de africanização da abelha melífera pelas Américas teve início em 1956 com a introdução em Rio Claro (SP) de rainhas de Apis mellifera scutellata oriundas da África do Sul. As alterações resultantes deste processo nas características das populações preexistentes têm sido mensuradas por métodos distintos, dentre os quais se destacam a análise morfométrica, alozímica, padrões do DNA mitocondrial e, em menor grau, os locos microssatélites. Este trabalho objetivou determinar a estrutura genética de populações africanizadas de A. mellifera provenientes de sete países das Américas do Sul e Central a partir da análise de 12 locos microssatélites. Populações parentais da Europa e África foram utilizadas como controle. Os resultados obtidos após análise de 2.034 colônias indicam que as populações africanizadas das Américas apresentam elevada variabilidade e uma constituição genética essencialmente africana. Exceção a esta observação ocorre na região sul da Argentina, cujas amostras analisadas mantêm o padrão de variação das populações de origem européia, com menor grau de variação. No entanto, a presença das abelhas africanizadas em elevadas altitudes e baixas temperaturas na Colômbia sugere que as restrições à colonização de regiões temperadas pelos enxames africanizados não se devem somente à temperatura. Em meio à baixa freqüência de padrões europeus nas populações africanizadas analisadas, destaca-se a contribuição de genes característicos de subespécies da linhagem M (A. m. iberiensis) e uma proporção muito baixa de genes da linhagem C (A. m. ligustica). Os resultados de estruturação populacional indicam que as populações africanizadas são pouco diferenciadas geneticamente e, embora a pequena fração de genes europeus, pode-se afirmar que a constituição genética das abelhas melíferas hoje nas Américas é resultado direto da referia introdução de A. m. scutellata no Brasil.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6107.pdf: 3362635 bytes, checksum: dd378e99448da9f0b3d512a1c20f46f7 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Financiadora de Estudos e Projetos / The genus Leontopithecus consists of primate species with the largest size within the family Callitrichidae and their distribution is restricted to the remaining Brazilian Atlantic Forest. The black lion tamarin (Leontopithecus chrysopygus) is an endemic primate from the Atlantic Forest in the São Paulo state, and currently is critically endangered since his habitat has been significantly reduced to small areas of native forest. The destruction and fragmentation of its natural habitat and the reduction of food resources may increase the isolation among fragments and substantially raise the risk of species extinction due to loss of genetic variability and consequent reduction of its adaptive/evolutionary potential. It is of paramount importance to have an estimation of the current population minimum size, especially if a species is classified as endangered. Information about the abovementioned subject associated with genetic information could be used for the development of conservation strategies of the species. Therefore, we traversed all areas of potential habitat for the species within the Floresta Nacional de Capão Bonito-SP using a playback, counting the number of groups and of individuals per group in order to conduct a census in the area. It was identified 35 individuals at the end of the census, which were divided into seven groups. These animals were successfully capture 10 animals representing two groups of individuals, of which samples were taken for genetic studies. For genetic analysis microsatellite markers were used. Genetic diversity was low, revealing an average of 2.42 alleles. Kinship revealed that individuals in a group have no relation to another group. Although the absolute number of genetically analyzed is low, the results may be representative of the population of Floresta Nacional de Capão Bonito, considering the total population census. Thus, this work brings together information that contribute to increase the knowledge about genetic and ecological aspects of the black lion tamarin, which coupled with other studies can provide important information for the conservation of the species. / O gênero Leontopithecus é constituído pelas espécies de primatas de maior porte dentro da família Callitrichidae e sua distribuição está restrita aos remanescentes de Mata Atlântica brasileira. O mico-leão-preto (Leontopithecus chrysopygus) é um primata endêmico da Mata Atlântica do estado de São Paulo, e que se encontra criticamente ameaçado de extinção, uma vez que seu habitat vem sendo significativamente reduzido a pequenas áreas de mata nativa. A destruição e fragmentação do seu habitat natural pode aumentar o isolamento entre os fragmentos e elevar substancialmente os riscos de extinção da espécie devido à perda da variabilidade genética e consequente redução do seu potencial adaptativo/evolutivo. É importante ter uma ideia do número mínimo populacional existente, principalmente em se tratar de uma espécie ameaçada de extinção. Informações dessa categoria juntamente com as informações genéticas poderão servir para a elaboração de estratégias conservacionistas para a espécie. Para isso foi realizado um esforço amostral de cinco campanhas, com duração de 1 mês por campanha, percorrendo todas as áreas em potencial habitat para a espécie dentro da Floresta Nacional de Capão Bonito-SP, com auxilio de um playback, contanto os grupos e o número de indivíduos por grupo a fim de realizar um censo populacional da área. Identificamos ao final do censo 35 indivíduos, distribuídos em sete grupos. Desses animais obtivemos sucesso de captura de 10 animais, representando dois grupos de indivíduos, dos quais foram extraídas amostras para os estudos genéticos. Para as análises genéticas foram utilizados 20 loci de marcadores moleculares microssatélites. A diversidade genética encontrada foi baixa, revelando um número de alelos médio de 2,42. O parentesco revelou que os indivíduos de um grupo não tem relação com o outro grupo. Embora o número absoluto de animais geneticamente analisados seja baixo, os resultados podem ser representativos da população da Floresta Nacional de Capão Bonito, considerando o censo populacional. Dessa forma, este trabalho reúne informações que colaboram com o aumento do conhecimento sobre aspectos genéticos e ecológicos do mico-leãopreto, e que juntamente com outros trabalhos pode fornecer dados importantes para a conservação da espécie.