Sustainability is one of the biggest goals of humankind in the new millennium. An increasing global demand on agricultural products stimulates agricultural expansion in Brazil, especially in the Southwestern Amazon, namely in the Cerrado and Amazon biomes. A better understanding of biogeochemical cycles and their influence on natural and agricultural systems is key to achieve environmental sustainability and improve agricultural efficiency. These biogeochemical cycles are driven by microbes, and the aim of this thesis was to correlate microbial functional group abundances with differences in carbon, nitrogen, and greenhouse gas cycles in response to land use changes in Southwestern Amazon soils. This work was performed at the University of São Paulo, Brazil, and at the University of Massachusetts Amherst, USA, while the candidate was enrolled in Ph.D. programs at both universities. The thesis is composed of five studies. The first study shows that land use change from Cerrado and forest to agriculture (soybean, Glycine max (L. Merrill), in succession with other crops) or pasture (Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) did not reduce soil microbial diversity but changed microbial structure. The second study, a physicochemical background for this land use conversion, describes the alteration of C and N stocks, soil chemical parameters, and microbiological parameters such as biomass, biological C stocks, and changes in the abundance of prokaryotes and fungi. In the third and fourth studies microcosm experiments depict how the agricultural change to soybean and Brachiaria alter the original microbial structure found in forest or cerrado. These studies focused on abundances of key biogeochemical genes (amoA, nirK, nirS, norB, nosZ, mcrA, and pmoA) and correlated gene copy abundances with C, N, and GHG measurements. In the fifth study, in situ soil surveys and GHG samplings were used to characterize the changes from forest to pasture (B. brizantha, 25 years) or soybean crop system (for 2 years or 25 years in succession). We found correlations between genes and processes, indicating that gene abundances provide important microbial information for the understanding of the targeted biogeochemical cycles. Land use, rather than plant species, promotes alterations in microbial gene abundances and processes. During the survey period, forest exhibited higher microbial activity, resulting in higher nitrate availability and N2O emissions. These processes were correlated with higher abundances of process related genes. Nitrate and N2O emissions were lower in agricultural and pasture soils. CO2 emission was higher in the two-year-old soybean plot. The forest and two-year-old soybean plots acted as a sink for CH4, while the pasture plots represented a source of it. The results validated the use of gene abundance determination as a valuable tool to better understand C, N, and GHG processes. The genes nirK, nosZ, and 16S rRNA presented the best correlations with the processes. A larger temporal and spatial analysis is needed to infer statements on the processes dynamics due to land use change. For the first time gene abundance measurements were used to integrate the C, N and GHG cycles, giving insights into land use changes in Southwestern Amazon / Sustentabilidade é um dos maiores objetivos da humanidade no novo milênio. Uma demanda crescente por produtos agrícolas tem estimulado a expansão agrícola no Brasil, especialmente no Sudoeste da Amazônia, nos biomas Cerrado e Amazônia. Um melhor entendimento dos ciclos biogeoquímicos e suas influências em sistemas naturais e agrícolas é chave para se alcançar sustentabilidade ambiental e aumentar eficiência agrícola. Esses ciclos biogeoquímicos são guiados por microrganismos, e o objetivo dessa tese foi correlacionar abundância de grupos funcionais de microrganismos com carbono, nitrogênio e gases de efeito estufa (GEE) em resposta a mudança do uso da terra em solos do sudoeste da Amazônia. Esse trabalho foi realizado na Universidade de São Paulo e na Universidade de Massachusetts Amherst enquanto o doutorando esteve matriculado nas duas universidades. A tese é composta de cinco estudos. O primeiro estudo mostra que a mudança no uso da terra de Cerrado e floresta para agricultura (soja, Glycine max (L. Merrill), em sucessão com outros cultivos) ou pastagem (Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) não reduz diversidade microbiana, mas muda sua estrutura. O segundo estudo descreve as alterações nos estoques de C, N, parâmetros químicos e microbiológicos da conversão de Cerrado para agricultura e pastagem. No terceiro e no quarto estudos, microcosmos foram usados para avaliar a influência de soja e braquiária na microbiota dos solos. Genes chaves dos processos biogeoquímicos (amoA, nirK, nirS, norB, nosZ, mcrA, e pmoA) foram quantificados e correlacionados com C, N e GEE. No quinto estudo, coletas in situ de solo e gases foram usadss para caracterizar a mudança do uso da terra de floresta para pastagem (braquiária, 25 anos) e para agricultura (soja, segundo ano, e soja, 25 anos, em sucessão com outras culturas). Correlações entre genes e processos foram encontradas, indicando que abundância gênica fornece importantes informações para o entendimento dos ciclos biogeoquímicos. Mudança no uso da terra como um todo, mais do que a mudança de vegetação, promove as alterações na abundância gênica e processos do solo. Durante o período de coleta, floresta exibiu maior atividade microbiana, resultando em maior disponibilidade de nitrato e emissão de N2O. Esses processos correlacionam com maior abundância dos genes relacionados aos processos. Quantidades de nitrato e N2O foram menores em agricultura e pastagem. As emissões de CO2 foram maiores na área de soja de segundo ano. Os solos de floresta e soja de segundo ano se mostraram como drenos de metano, enquanto que a pastagem foi uma fonte de emissão. Os resultados validam o uso de abundância gênica como uma técnica valiosa para um melhor entendimento dos ciclos do C, N e GEE. Os genes nirK, nosZ, e 16S rRNA apresentaram as melhores correlações com os processos. Uma análise temporal e espacial mais abrangente é necessária para generalizações sobre a dinâmica dos processos na região estudada. Pela primeira vez abundância gênica foi usada para integrar os ciclos do C, N e GEE, colaborando para um melhor entendimento dos processos relacionados à mudança no uso da terra no sudoeste da Amazônia

A descrição de padrões, i.e., tendências ou arranjos não aleatórios em comunidades, possui um longo histórico em ecologia vegetal. Comumente, a estrutura e diversidade de comunidades vegetais são descritas a partir de sua distribuição em classes de tamanho (SDD), distribuição espacial (SSD) e de sua distribuição abundância de espécies (SAD). Isto porque há um pressuposto de que padrões existentes nestes descritores de comunidades são assinaturas de processos fundamentais na sua organização e funcionamento. Assim, a descrição de padrões é com frequência o primeiro passo para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos que regulam a estrutura e diversidade de comunidades. Organizada em diferentes capítulos, esta tese teve como objetivo central descrever e comparar padrões em diferentes comunidades arbóreas Neotropicais, buscando gerar hipóteses sobre os processos que regulam sua organização e funcionamento. Para tanto, buscou-se utilizar uma abordagem de inferência baseada no ajuste e seleção de modelos, que foi realizado usando máxima verossimilhança estatística. Em todos os capítulos, os dados sobre as comunidades arbóreas são oriundos de diferentes parcelas florestais permanentes, quatro delas com 10,24 hectares, localizadas no Brasil, e outra com 50 hectares, localizada no Panamá. Além da introdução geral sobre os conceitos e técnicas utilizadas nesta tese (Capítulo 1), foram avaliados e comparados: (i) os descritores básicos da estrutura florestal (i.e. abundância, área basal e riqueza de espécies por sub-parcela - Capítulo 2); (ii) a SAD e como ela varia com o aumento da escala e tamanho amostral (Capítulo 3); (iii) a SDD e como ela se relaciona com a demografia das espécies (Capítulo 4.1 e 4.2); e, por fim, (iv) a SSD e como ela varia entre parcelas permanentes (Capítulo 5). Apenas a relação entre a SDD e a demografia das espécies foi realizada como os dados da parcela panamenha, enquanto que os demais capítulos se referem as quatro parcelas brasileiras. Cada capítulo utilizou métodos e modelos probabilísticos distintos para a descrição e comparação das variáveis de interesse. O Capítulo 2 mostrou que os descritores básicos florestais foram muito diferentes entre as quatro parcelas brasileiras. Estes descritores foram raramente normais nas escalas estudadas e as diferenças entre as parcelas foram mais evidentes quando a variância é considerada, fornecendo informações extras sobre os processos geradores de variabilidade dentro das parcelas. O Capítulo 3 mostrou que a mudança no formato da SAD com o aumento da escala é predominantemente um efeito indireto do tamanho da amostra. Assim, pode haver um efeito de escala, mas esse efeito é pequeno e parece depender do grau de similaridade de espécies entre amostras. No capítulo 4.1, foi necessária uma combinação de quatro diferentes distribuições de probabilidade para descrever a ampla gama de SDD, visto que os modelos candidatos raramente foram adequados para a maioria das espécies. No capítulo 4.2, verificou-se que o crescimento e recrutamento determinam o formato da SDD, o que não aconteceu com a mortalidade. No geral, curvas decrescentes de crescimento por diâmetro (i.e., maior crescimento juvenil) levaram à SDD menos íngremes, enquanto que taxas altas de recrutamento estiveram relacionadas à SDD mais íngremes. Apesar das previsões da teoria de equilíbrio demográfico terem apresentado relações positivas com as SDD observadas, houve muita variação, fazendo com que as previsões fossem pouco confiáveis. No capítulo 5, confirmou-se que a grande maioria das espécies se distribui de maneira agregada no espaço. No entanto, as parcelas apresentaram diferentes padrões de intensidade e tamanho de agregação. As diferenças nestes padrões entre parcelas foram, em geral, similares àquelas encontradas ao comparar populações de uma mesma espécie entre parcelas. Assim, as parcelas permanentes brasileiras apresentaram padrões bem distintos umas das outras, tanto em termos de estrutura quanto de diversidade de espécies, padrões estes que provavelmente foram determinados pelas condições ambientais as quais estas comunidades estão sujeitas. Diferentes padrões também foram encontrados em relação à distribuição espacial das espécies (i.e. frequência, intensidade e tamanho de agregação). Contudo, os resultados sugeriram que estes padrões estiveram mais ligados a heterogeneidade ambiental interna das parcelas do que com condições de clima e solo as quais estas comunidades estão sujeitas. Por outro lado, os padrões de distribuição espacial das espécies parecem ter influenciado os padrões de diversidade das comunidades. Não houve, entretanto, um número suficiente de parcelas sob as diferentes combinações de condições ambientais para testar estas sugestões ou para fazer generalizações para cada formação florestal, sendo necessário o confronto destas sugestões com outros estudos realizados em condições similares. Já na parcela panamenha, foi confirmada a expectativa teórica de que distribuições diamétricas refletem a demografia das espécies, em especial os padrões de crescimento e recrutamento. Mas, houve grande variação entre as espécies, dificultando a inferência precisa de padrões demográficos passados das espécies a partir de SDD atuais. Por fim, a abordagem analítica baseada no ajuste e seleção de modelos por máxima foi uma alternativa viável, flexível e apropriada, principalmente em relação à comparação simultânea de diferentes modelos e à busca de processos por trás dos padrões encontrados. Apesar de algumas limitações de cunho operacional, a abordagem baseado em modelos é uma alternativa adequada para a descrição de comunidades arbóreas, podendo ser utilizada de maneira consorciada com outras abordagens (e.g. testes de hipóteses) para descrever padrões e para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos fundamentais que regulam a estrutura e diversidade destas comunidades. / Pattern description - search for trends or non-random arrangements in communities, has a long history in plant ecology. Commonly, the structure and diversity of plant communities are described based on their size class distribution (SDD), spatial distribution (SSD) and species abundance distribution (SAD). This is because there is an underlying assumption that the existing patterns in these community descriptors are signatures of key processes determining their organization and functioning. Thus, pattern description is often the first step to generate or test hypotheses about the processes governing community structure and diversity. Organized in different chapters, the main goal of this thesis was to describe and compare different patterns in Neotropical tree communities and to generate hypotheses about the processes that regulate them. To do so we used an approach based on model selection, which was performed using maximum likelihood. In all chapters the data on tree communities came from different permanent forest plots, four of them of 10.24 ha located in Brazil and another 50 ha located in Panama. In addition to the general introduction of key concepts and techniques used along the thesis (Chapter 1), it was evaluated and compared: (i) the basic forest descriptors (i.e. abundance, basal area and species richness per subplot - Chapter 2), (ii) the SAD and how it varies with increasing sample size and scale (Chapter 3), (iii) the SDD and how it relates to species demography (Chapter 4.1 and 4.2) and, finally, (iv) the SSD and how it varies between plots (Chapter 5). Only the relationship between SDD and species demography o was performed using the Panama plot data, while the remaining chapters relate the four Brazilian plots. Each chapter used different methods and probabilistic models for the description and comparison of the variables of interest. In Chapter 2, it was found that basic forest descriptors were very different between the four Brazilian plots. These descriptors were rarely normal at the studied scales and differences between plots were more evident when variance is accounted for, which seems to provide information on processes generating within-plot variability. Chapter 3 showed that the change in shape of the SAD due to increasing scale is predominantly an indirect effect of sample size. Thus, there may be an effect of the scale, but this effect is minor and seems to depend on the degree of species turnover between samples. In Chapter 4.1, it was shown that the combination of four different probability distributions was necessary to describe the wide range of SDD, since models were rarely appropriate for the majority of tree species. In Chapter 4.2, it was found that growth and recruitment, but not mortality, shape the SDD. On average, decreasing growth-diameter curves (i.e. higher juvenile growth) were associated to less steep SDD, whereas high recruitment rates were related to steeper SDD. Although the predictions of demographic equilibrium theory were positively related to the observed SDD, there was lots of variation, making predictions quite unreliable. In Chapter 5, it was confirmed that the great majority of species had clumped spatial distributions. However, the results of intensity and size of clumps showed that the patterns of aggregation were different among plots. Species shared between two plots generally showed patterns of spatial distribution that matched the patterns found for individual plots. Therefore, the Brazilian plots presented very distinct patterns, both in terms of structure and species diversity, which were most probably determined by the environmental conditions to which these communities are subjected. Different patterns among plots were also found in respect to species spatial distribution (i.e. frequency, intensity and size of aggregation). However, the results suggested that these patterns were more connected to within-plot environmental heterogeneity than with climate and soil conditions. On the other hand, the spatial distribution of the species seems to have influenced the patterns of diversity of communities. There was not, however, a sufficient number of plots under different combinations of environmental conditions to test these suggestions or to make generalizations for each forest type, being necessary to confront these suggestions with other studies conducted in similar conditions. In the Panamanian plot, it was confirmed the theoretical expectation that diameter distributions reflect the demographics of the species, in particular the patterns of growth and recruitment. But there was great variability among species, making it difficult to infer past demographic patterns from current SDD. Finally, the analytical approach based on model fit and selection by maximum likelihood was a viable, flexible and appropriate approach, particularly in respect to the simultaneous comparison of different models and to the search for mechanisms underlying patterns. Despite some more operational limitations, the model-based approach is an appropriate alternative for the description of tree communities and can be jointly used with other approaches (e.g. hypothesis testing) for pattern description and to generate and test hypotheses on the fundamental processes that determine the structure and diversity of these communities.

A interação entre plantas e seus visitantes florais forma uma rede de interação complexa. Essa rede de interação possui propriedades emergentes que caracterizam a estrutura da rede. A composição, a riqueza e o papel das espécies nas redes de interação podem variar espaço-temporalmente e levar a alteração na estrutura das redes. A estrutura também pode variar de acordo com o grau de dependência entre os pares de espécies. É esperado que interações com elevado grau de dependência mútua variem menos no tempo e no espaço. A interação entre as plantas produtoras de óleo floral e as abelhas coletoras de óleo é de alta dependência mútua, já que as abelhas necessitam do óleo para alimentar as larvas e construir ninhos e são polinizadores mais importantes dessas plantas. O alimento larval destas abelhas é composto por pólen, óleo e néctar. A quantidade de alimento disponível para as larvas pode influenciar o tamanho dos adultos quando emergirem. As espécies de abelhas coletoras de óleo são solitárias, ou seja, não existe contato entre as gerações. Assim uma abelha recém-emergida deve ser capaz de encontrar as fontes de óleo, seguindo algum sinal de atração, que poderia ser através de odores voláteis. No presente trabalho analisamos se a estrutura da rede de interação formada pelas plantas produtoras de óleo floral e seus visitantes coletores de óleo varia espacialmente e temporalmente. Para a análise temporal coletamos dados da interação por dois anos em Itirapina, São Paulo. No estudo de variação espacial comparamos as redes de interação em cinco áreas de cerrado no interior de São Paulo. Em ambos os estudos usamos métricas de redes complexas. Além disso, estudamos a relação entre tamanho de célula de cria e quantidade de alimento disponível para as larvas e tamanho das abelhas adultas ao emergirem, para uma espécie de abelha coletora de óleo: Tetrapedia diversipes. Para isso medimos abelhas e suas células de cria e relacionamos estas medidas. Também manipulamos a quantidade de alimento disponível para as larvas e medimos os adultos emergidos. Por fim, procuramos odores voláteis em Byrsonima intermedia. Coletamos odores voláteis com a técnica de dynamic headspace. Analisamos as coletas com GCMS. A estrutura da rede de interação entre as plantas produtoras de óleo floral e as abelhas coletoras de óleo variou espaço-temporalmente. A análise temporal mostrou que o grau de especialização da rede foi fortemente alterado entre os anos de estudo e que a abundância foi um fator importante para explicar a ocorrência das interações. As espécies que tiveram suas abundâncias alteradas entre os anos também tiveram alteração no número de interações. Na análise espacial observamos que as interações e as espécies compartilhadas entre os locais de estudo foram aquelas com maior grau de interação (generalista). Além das interações e espécies generalistas se manterem nas cinco localidades, as espécies generalistas sustentam as espécies localmente raras. Byrsonima intermedia foi considerada uma espécie super-generalista nas cinco redes analisadas e 77% das interações compartilhadas envolveram esta espécie. A morfometria dos indivíduos de Tetrapedia diversipes estudados foi positivamente correlacionada com o volume da célula de cria e a quantidade de alimento. Quando relacionamos o volume das células de cria com as medidas corpóreas das abelhas verificamos que as abelhas maiores emergiram em células maiores. No entanto essa relação foi fraca. Após o experimento de manipulação de alimento verificamos que as abelhas emergidas de células sem manipulação foram maiores que as abelhas que tiveram o alimento retirado, e que entre as abelhas manipuladas aquelas que receberam mais alimento foram maiores. Nós não encontramos odores voláteis em flores de Byrsonima intermedia. / The plant pollinator interaction forms a complex network. These networks have emergent properties that characterize the structure of network. The number, identity and species role of the network may vary spatio-temporally and lead to changes in the structure of the networks. Moreover, the structure may vary according to the dependence degree of the interacting pairs. It is expected that interactions with a high mutual dependence degree are more stable. The interaction between oil producing plants and oil collecting bees is highly mutual dependence, since bees need oil to feed the larvae and are pollinators of these plants. The larval diet consists of pollen and oil/nectar. The amount of food available to the larvae may influence the adults size. The oil collecting bees are solitary, i.e., there is no contact between generations. Thus, a naive emerged bee should be able to find the oil plants, using some attractive cues that could be volatile odor. In this work we want to answer if the network structure of the interaction between oil producing plants and oil collecting bees varies spatially and temporally. For the temporal analysis we carried out field work for two years at Itirapina, São Paulo. In the study of spatial variation we compare interaction networks in five areas of cerrado. In both studies we use metrics of complex networks. Furthermore, we studied the relation between size of adult bees (Tetrapedia diversipes) and brood cell sizes and the amount of food available for the larvae. We measured the bees and their brood cells and relate it. Also we manipulated the amount of food available for the larvae and we took measures of the adults. Finally, we search for volatile odors in Byrsonima intermedia. We collect volatile odors with the technique of dynamic headspace. We analyzed the samples with GCMS. The network structure of interaction between oil producing plants and oil collecting bees varied spatio-temporally. The temporal analysis showed that the specialization degree of the network changed between the years and that the abundance has a key role to explain the occurrence of interactions. Species that had changed their abundances between years were also changed in the number of interactions. Spatial analysis found out that the interactions and species ubiquitous among the study sites were those that had the greatest interaction degree (generalist specie). Moreover, generalist species maintain the locally rare species. Byrsonima intermedia was regarded a super-generalist specie in the five networks analyzed and 77% of ubiquitous interactions involved this species. The morphometry of Tetrapedia diversipes individuals was positively correlated with the volume of the brood cells and the amount of food. When relating the volume of brood cells with measures of bees we found that larger bees emerged in larger cells. However this relationship was weak. The experiment of handling food showed that bees emerged from control cells were larger than bees that had the food removed, and between the manipulated bees those who received more food became bigger. We did not detect volatile odors in flowers Byrsonima intermedia.

Sustainability is one of the biggest goals of humankind in the new millennium. An increasing global demand on agricultural products stimulates agricultural expansion in Brazil, especially in the Southwestern Amazon, namely in the Cerrado and Amazon biomes. A better understanding of biogeochemical cycles and their influence on natural and agricultural systems is key to achieve environmental sustainability and improve agricultural efficiency. These biogeochemical cycles are driven by microbes, and the aim of this thesis was to correlate microbial functional group abundances with differences in carbon, nitrogen, and greenhouse gas cycles in response to land use changes in Southwestern Amazon soils. This work was performed at the University of São Paulo, Brazil, and at the University of Massachusetts Amherst, USA, while the candidate was enrolled in Ph.D. programs at both universities. The thesis is composed of five studies. The first study shows that land use change from Cerrado and forest to agriculture (soybean, Glycine max (L. Merrill), in succession with other crops) or pasture (Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) did not reduce soil microbial diversity but changed microbial structure. The second study, a physicochemical background for this land use conversion, describes the alteration of C and N stocks, soil chemical parameters, and microbiological parameters such as biomass, biological C stocks, and changes in the abundance of prokaryotes and fungi. In the third and fourth studies microcosm experiments depict how the agricultural change to soybean and Brachiaria alter the original microbial structure found in forest or cerrado. These studies focused on abundances of key biogeochemical genes (amoA, nirK, nirS, norB, nosZ, mcrA, and pmoA) and correlated gene copy abundances with C, N, and GHG measurements. In the fifth study, in situ soil surveys and GHG samplings were used to characterize the changes from forest to pasture (B. brizantha, 25 years) or soybean crop system (for 2 years or 25 years in succession). We found correlations between genes and processes, indicating that gene abundances provide important microbial information for the understanding of the targeted biogeochemical cycles. Land use, rather than plant species, promotes alterations in microbial gene abundances and processes. During the survey period, forest exhibited higher microbial activity, resulting in higher nitrate availability and N2O emissions. These processes were correlated with higher abundances of process related genes. Nitrate and N2O emissions were lower in agricultural and pasture soils. CO2 emission was higher in the two-year-old soybean plot. The forest and two-year-old soybean plots acted as a sink for CH4, while the pasture plots represented a source of it. The results validated the use of gene abundance determination as a valuable tool to better understand C, N, and GHG processes. The genes nirK, nosZ, and 16S rRNA presented the best correlations with the processes. A larger temporal and spatial analysis is needed to infer statements on the processes dynamics due to land use change. For the first time gene abundance measurements were used to integrate the C, N and GHG cycles, giving insights into land use changes in Southwestern Amazon / Sustentabilidade é um dos maiores objetivos da humanidade no novo milênio. Uma demanda crescente por produtos agrícolas tem estimulado a expansão agrícola no Brasil, especialmente no Sudoeste da Amazônia, nos biomas Cerrado e Amazônia. Um melhor entendimento dos ciclos biogeoquímicos e suas influências em sistemas naturais e agrícolas é chave para se alcançar sustentabilidade ambiental e aumentar eficiência agrícola. Esses ciclos biogeoquímicos são guiados por microrganismos, e o objetivo dessa tese foi correlacionar abundância de grupos funcionais de microrganismos com carbono, nitrogênio e gases de efeito estufa (GEE) em resposta a mudança do uso da terra em solos do sudoeste da Amazônia. Esse trabalho foi realizado na Universidade de São Paulo e na Universidade de Massachusetts Amherst enquanto o doutorando esteve matriculado nas duas universidades. A tese é composta de cinco estudos. O primeiro estudo mostra que a mudança no uso da terra de Cerrado e floresta para agricultura (soja, Glycine max (L. Merrill), em sucessão com outros cultivos) ou pastagem (Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) não reduz diversidade microbiana, mas muda sua estrutura. O segundo estudo descreve as alterações nos estoques de C, N, parâmetros químicos e microbiológicos da conversão de Cerrado para agricultura e pastagem. No terceiro e no quarto estudos, microcosmos foram usados para avaliar a influência de soja e braquiária na microbiota dos solos. Genes chaves dos processos biogeoquímicos (amoA, nirK, nirS, norB, nosZ, mcrA, e pmoA) foram quantificados e correlacionados com C, N e GEE. No quinto estudo, coletas in situ de solo e gases foram usadss para caracterizar a mudança do uso da terra de floresta para pastagem (braquiária, 25 anos) e para agricultura (soja, segundo ano, e soja, 25 anos, em sucessão com outras culturas). Correlações entre genes e processos foram encontradas, indicando que abundância gênica fornece importantes informações para o entendimento dos ciclos biogeoquímicos. Mudança no uso da terra como um todo, mais do que a mudança de vegetação, promove as alterações na abundância gênica e processos do solo. Durante o período de coleta, floresta exibiu maior atividade microbiana, resultando em maior disponibilidade de nitrato e emissão de N2O. Esses processos correlacionam com maior abundância dos genes relacionados aos processos. Quantidades de nitrato e N2O foram menores em agricultura e pastagem. As emissões de CO2 foram maiores na área de soja de segundo ano. Os solos de floresta e soja de segundo ano se mostraram como drenos de metano, enquanto que a pastagem foi uma fonte de emissão. Os resultados validam o uso de abundância gênica como uma técnica valiosa para um melhor entendimento dos ciclos do C, N e GEE. Os genes nirK, nosZ, e 16S rRNA apresentaram as melhores correlações com os processos. Uma análise temporal e espacial mais abrangente é necessária para generalizações sobre a dinâmica dos processos na região estudada. Pela primeira vez abundância gênica foi usada para integrar os ciclos do C, N e GEE, colaborando para um melhor entendimento dos processos relacionados à mudança no uso da terra no sudoeste da Amazônia

Há uma concentração de aglomerados globulares moderadamente pobres em metais no bojo galáctico, e muitos deles mostram um Ramo Horizontal Azul (BHB). Essas características juntas apontam para uma idade antiga. Para entender melhor a origem desses aglomerados, o estudo de seu padrão de abundâncias pode ajudar a identificar o tipo das primeiras supernovas nas partes centrais da Galáxia. O NGC 6522 na janela do Baade é um representante desta classe de aglomerados. Análises de abundância de estrelas individuais nesses aglomerados confirmaram sua metalicidade de [Fe/H] -1.0, enriquecimento em elementos-$\\alpha$ e detectaram uma variação nas abundâncias dos elementos pesados de processo-s. Entre os maiores enriquecimentos em Y e Ba, a explicação usual da transferência de massa de uma companheira do ramo assintótico das gigantes pode não se aplicar, e um enriquecimento por estrelas massivas de alta rotação foi sugerido. A fim de estudar melhor as abundâncias em NGC 6522, obtivemos um programa com o FLAMES em 2012, a partir da qual, com os dados de UVES, mostramos que o enriquecimento em elementos-s ainda poderia ser acomodado com o modelo de transferência de massa de uma estrela companheira. Além disso, obtivemos novos dados com o FLAMES em 2016. No presente trabalho analisamos outras 6 estrelas observadas em alta resolução com UVES, e 32 estrelas em resolução média-alta observadas com GIRAFFE, onde foram selecionadas por suas velocidades radiais em torno de -14,3 km/s com uma abrangência de ±15 km/s. Os parâmetros atmosféricos e as abundâncias dos elementos leves C, N, O, elementos de Z ímpar Na e Al, elementos-$alpha$ Mg, Si, Ca, Ti, elementos de pico de ferro Mn, Cu, Zn, elementos de processo-s Y, Zr, Ba, La, Ce, Nd e o elemento de processo-r Eu são derivados para a amostra UVES e preliminarmente para a amostra GIRAFFE. Entre as estrelas UVES, duas delas mostram um enriquecimento significativo nos elementos do processo-s e uma com alto valor nas razões [Y/Ba] e [Zr/Ba], sugerindo um enriquecimento por estrelas massivas de alta rotação. / There is a concentration of moderately metal-poor globular clusters in the Galactic bulge, and many of them show a Blue Horizontal Branch (BHB). These characteristics together point to an old age. In order to better understand the origin of these clusters, the study of their abundance pattern can help identifying the kind of the earliest supernovae in the central parts of the Galaxy. NGC 6522 in Baades Window is a representative of this class of clusters. Abundance analyses of individual stars in this clusters have confirmed its metallicity of [Fe/H]-1.0, enhanced -elements, and detected a variation in the abundances of the s-process heavy elements. Among the highest enhancements of Y and Ba, the usual explanation of mass transfer from a companion in the Asymptotic Giant Branch might not apply, and an enrichment by early fast-rotating massive stars was suggested. In order to further study the abundances in NGC 6522 we obtained a run with FLAMES- UVES in 2012, from which with the UVES data we have shown that the enhancement in s-elements could still be accommodated with the companion transfer model. We further obtained new data with FLAMES-UVES in 2016. In the present work we analyze another 6 stars observed at high resolution with UVES, and 32 stars at medium-high resolution observed with GIRAFFE. The latter were selected from their radial velocities of -14.3±15 km/s. The abundances of the light elements C, N, O, odd-Z elements Na, Al, -elements Mg, Si, Ca, Ti, iron-peak elements Mn, Cu, Zn, s-process elements Y, Zr, Ba, La, Ce, Nd and r-process element Eu are derived. Among the UVES stars, two of them show a significant enrichment in s-process elements and one of them show high [Y/Ba] and [Zr/Ba] ratios, suggesting that an early enrichment by fast rotating massive stars is a probable scenario.

Submitted by Gustavo Araujo (soupotiguar@gmail.com) on 2016-01-05T09:24:31Z No. of bitstreams: 1 Porpino, Gustavo (2015) - Thesis - Household food waste.pdf: 2895370 bytes, checksum: 93f116081415629411bb3566fe066046 (MD5) / Approved for entry into archive by Pamela Beltran Tonsa (pamela.tonsa@fgv.br) on 2016-01-05T09:33:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Porpino, Gustavo (2015) - Thesis - Household food waste.pdf: 2895370 bytes, checksum: 93f116081415629411bb3566fe066046 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-05T10:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porpino, Gustavo (2015) - Thesis - Household food waste.pdf: 2895370 bytes, checksum: 93f116081415629411bb3566fe066046 (MD5) Previous issue date: 2015-12-15 / This dissertation, based on empirical data collected with 50 nutritional gatekeepers distributed in Brazil (n=30) and the US (n=20), aims to provide an improved understanding of household food waste in the lower-middle income context. The thesis is comprised in three essays, which combined, fulfill the objectives of identifying the core antecedents of food waste and delineating a typology of food wasters. Additionally, it presents a contextualization of food waste worldwide and a concluding chapter proposes an agenda for future research studies on consumer food waste. Food waste, as a research theme, provides the opportunity for scholarly work in marketing to meet the criteria of managerial, public policy, and societal relevance. In the first article, I describe the drivers of the so-called “food waste paradox”, the identification and analysis of food waste in families with income constraints while presenting the food consumption itinerary and the core antecedents of wasted food. This first essay, based on data collected in Brazilian families, illustrates also how cultural norms, such as over-preparing food to show hospitality or as a form not to be perceived as poor, can generate more food waste. In the second essay, a grounded theory oriented research highlights the role of affection and abundance on consumer food waste. This second study presents a framework with six dimensions of food waste - 1. Affection; 2. Abundance; 3. Multiplicity of choices; 4. Convenience; 5. Procrastination; 6. Unplanned routine - to enrich the theoretical contributions. Based on empirical data collected in American families, it provides novel explanations, such as on how stockpiling comfort foods in abundance – a form of both boosting positive self-emotions and showing affection for kids – can promote more food waste. In sum, the second essay identifies a negative outcome of affection and food abundance in the family context, while providing a theoretically relevant general framework for the food waste phenomenon. Finally, the third essay, drawing from the entire dataset and a new data gathering from ten families, proposes a behavioral typology of household food waste, an original contribution to consumer behavior studies. The identification of five distinct food wasters’ types - (1) Caring mothers; (2) Heavy cooks; (3) Leftovers killers; (4) Procrastinators; (5) Resourceful mothers - contributes to theory, whilst a number of potential implications for nutritional educators and government officials are explored in light of the findings. A comparison of the Brazilian and American samples explains the characteristics of each type identified, showing many similarities in their respective food waste behaviors. Waste levels perceived per country are also compared. Overall, findings from the three studies, such as the itinerary presented and the identification of the major drivers of household food waste, can contribute to maximizing the results of campaigns aimed at mitigating food waste, and they provide insights for retailers interested in sustainability initiatives. Broadly-based, results presented can also be applied to improve hunger relief programs and nutritional education projects undertaken by the public sector or NGOs. / Esta dissertação doutoral, com base em dados empíricos coletados com 50 mães distribuídas no Brasil (n = 30) e nos EUA (n = 20), tem como objetivo fornecer uma melhor compreensão do desperdício de alimento no contexto da baixa renda. A tese é composta por três artigos, que combinados, cumprem os objetivos de identificar os antecedentes do desperdício de alimento e delinear uma tipologia dos desperdiçadores de alimento. Adicionalmente, contextualiza o desperdício global e um capítulo propõe uma agenda futura para estudos sobre desperdício de alimento no âmbito do consumidor. O desperdício de alimento nas famílias, enquanto tema de pesquisa, oferece a oportunidade para o trabalho acadêmico em marketing cumprir os critérios de relevância social, gerencial e para políticas públicas. No primeiro estudo, descrevem-se os fatores do chamado 'paradoxo do desperdício de alimento', a identificação e análise do desperdício de alimento em famílias com restrições orçamentárias, enquanto apresentam-se o itinerário do consumo de alimentos e os antecedentes do desperdício. Este primeiro artigo, elaborado com dados coletados em famílias brasileiras, ilustra também o papel das normas culturais, tais como o preparo abundante de alimento para mostrar hospitalidade ou como forma de não ser percebido como pobre, no aumento do desperdício. No segundo artigo, uma grounded-theory (teoria fundamentada nos dados) destaca o papel do afeto e da abundância no desperdício de alimento familiar. Para enriquecer as contribuições teóricas, este segundo estudo apresenta um framework com seis dimensões do desperdício de alimento (1. Afeto; 2. Abundância; 3. Multiplicidade de escolhas; 4. Conveniência; 5. Procrastinação; 6. Rotina sem planejamento). Baseado em dados empíricos coletados em famílias americanas, este estudo proporciona novas explicações, a exemplo de como o estoque abundante de comfort foods - uma forma de impulsionar tanto emoções positivas para si quanto mostrar afeto para crianças – pode gerar mais desperdício de alimentos. Em síntese, o segundo artigo identifica uma consequência negativa do afeto e da abundância de alimentos no contexto familiar, e apresenta um framework teoricamente relevante. Finalmente, o terceiro artigo, a partir do conjunto de dados dos estudos anteriores e de nova coleta com dez famílias, propõe uma tipologia comportamental do desperdício de alimento, uma contribuição original aos estudos de comportamento do consumidor. A identificação de cinco tipos de desperdiçadores de alimentos - (1) Mães carinhosas; (2) Cozinheiras abundantes; (3) Desperdiçadoras de sobras; (4) Procrastinadoras; (5) Mães versáteis - contribui para a teoria, enquanto implicações potenciais para educadores nutricionais e agentes públicos são exploradas a partir dos resultados. Como uma forma de explicar as características de cada um dos cinco tipos identificados, compara-se aspectos das amostras brasileira e norte-americana, que apresentam similaridades no comportamento de desperdício de alimento. Os níveis de desperdício percebidos por país também são comparados. Em suma, os achados dos três artigos podem contribuir para maximizar os resultados de campanhas de conscientização voltadas à mitigação do desperdício de alimento, e apresentam ideias para varejistas interessados em iniciativas de sustentabilidade. Mais abrangentemente, os resultados apresentados também podem ser aplicados para incrementar programas de combate à fome e projetos de educação nutricional realizados pelo setor público ou ONGs.

Submitted by Vasti Diniz (vastijpa@hotmail.com) on 2017-09-13T13:01:16Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7899614 bytes, checksum: f001983854e55609b8ccfb1ce80578f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-13T13:01:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 7899614 bytes, checksum: f001983854e55609b8ccfb1ce80578f2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the main problems that permeates the Particle Physics and Cosmology is the Dark Matter (DM), which makes up about 26% of the energy content of the Universe. The main evidence pointing to its existence provides us with important features, such as being neutral, stable (with lifetime over the age of the Universe), cold or warm, weakly interacting with Particle Physics Standard Model (SM) particles and sufficiently abundant. The SM does not provide a candidate who meets these characteristics and hence it is necessary to extend it. One of the most sophisticated extensions of the SM is the Supersymmetry, that in addition to solving the problem of DM, explains other unsolved puzzles that are present in SM, among them, the hierarchy and the unification of the gauge couplings. This model implies the inclusion of a new symmetry that puts bosons and fermions in equal footing. The minimal supersymmetric version of the SM is the Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM), whose viable candidate is the neutralino, which is a fermion composed of superpartners of neutral Higgs and gauge bosons. In this work, we performed the neutralino analysis as DM candidate in CMSSM or mSUGRA scenario, which contains 5 free parameters, M0, M1/2, tan , sign(μ) and A0, for two different analyzes. In the first one we varied the M0 and M1/2 parameters for three different values of tan while in the second and third one we varied all parameters except the sign(μ). In this study, we use some computational tools, including, SARAH, SPheno, SSP and Micromegas, in order to obtain DM Relic Abundance and DM scattering cross section in this scenario. We compared our results with the most recent experimental data, namely, we have used Planck satellite data for the relic abundance, LUX and XENON1T (prospect) for the spin-independent scattering cross section and XENON100 for the spin dependent one. We finally analyzed the implications concerning the viability of the MSSM under the light of the DM problem. / Um dos principais problemas que permeia a Física de Partículas e Cosmologia é a Matéria Escura (ME), que compõe cerca de 26% do conteúdo energético do Universo. As principais evidências que apontam para a sua existência nos fornecem importantes características, tais como, ser neutra, estável (com tempo de vida maior que a idade do Universo), fria ou morna, pouco interagente com partículas do Modelo Padrão de Física de Partículas (MP)e suficientemente abundante. O MP não fornece um candidato que supre estas características, sendo necessário estendê-lo. Uma das mais sofisticadas extensões do MP é a Supersimetria, que além de resolver o problema da ME, soluciona outros que estão presentes no MP, dentre eles, a hierarquia e a unificação dos acoplamentos de gauge. Tal modelo implica na inclusão de uma nova simetria que coloca bósons e férmions em pé de igualdade. A versão mínima supersimétrica do MP é o Modelo Padrão Supersimétrico Mínimo (MSSM), cujo candidato viável à ME é o neutralino, que se trata de um férmion composto pelos superparceiros dos bósons de gauge e Higgs neutros. Neste trabalho, fizemos uma análise do neutralino como candidato à ME no cenário CMSSM ou mSUGRA, que contém 5 parâmetros livres, M0, M1/2, tan , sinal(μ) e A0, para três análises distintas. Na primeira variamos apenas os parâmetros M0 e M1/2 para três valores distintos da tan e na segunda e terceira variamos todos os parâmetros com exceção do sinal(μ). Neste estudo, utilizamos algumas ferramentas computacionais, entre as quais, SARAH, SPheno, SSP e micrOMEGAs, no intuito de obter abundância e seção de choque de espalhamento de ME neste cenário. Obtidos os gráficos, comparamos com os resultados experimentais mais recentes, para a abundância utilizamos dados do satélite Planck, para a seção de choque de espalhamento independente de spin, o LUX e XENON1T (2017) e para dependente de spin, XENON100 e verificamos suas implicações na viabilidade do modelo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Neotropical damselfly Telebasis carmesina (Odonata: Coenagrionidae) is a common species in the Cerrado, a Brazilian savanna and even though, nothing is known about its natural history and ecology. This study aimed to investigate the population ecology, the habitat use and the breeding behavior of this species. It was conducted at a pond in the Natural Particular Reserve at Clube de Caça e Pesca Itororó de Uberlândia, between July/2008 and October /2009. The data was collected through the markrecapture method, using an insect net and a metal precision caliper. In addition, 81 hours of behavioral observations was taken. An amount of 1133 individuals were captured. December and November/2008 comprised the highest number of marked males, while September and October/2008 presented the higher abundance of females. The abundance of individuals was directly related to the air temperature and relative air humidity and it affects the individuals size, that is, the bigger the males abundance, the smaller was the total length of them, which generally are smaller than females. The males size also varied between the seasons of the year, except in summer and auntumn, and the females had different average of sizes between spring and summer months. The males longevity varied between the seasons and during the breeding season October to April was 7,099 (±0,719; X±SE) days. In this study, both males and females had concentrated mainly in the pond and used the macrophytes Eliocharis sp. and Pontederia parviflora as main perching surface, mating and oviposition. The polygynous mating system through scramble competition was evidenced during observations and supported by the smaller size of males and the absence of territory guarding behavior. The breeding behavior was frequently observed during the midmorning. T. carmesina s mate involved sperm transfer to edeagous, tandem and wheel positions and some evidences suggest that there is males sperm displacement in the species. The oviposition occurs together with the male, in tandem. Sex ratio varied throughout the months, with the closest value in relation to 1:1 ratio in September (1:3,48) and the most distinct value in January (1:27,4). Males exhibited three types of aggressive displays, similarly to other studies in literature: i) chase, when a male run after other male, going back to its original position or its position is displaced by the other male; ii) threat display or wing spread, when a male, realizing the approach of another male, spreads his wings, and iii) attack, which can occurs through the use of the legs, abdominal appendages or mouth parts. The agonistic behavior is directed toward to conspecific males; however aggressive interactions can also occur between heterospecific individuals. Telebasis carmesina presents important features related to sexual selection, such as sexual size dimorphism and sex ratio male biased. Moreover, the habitat use by males and females are spatially and temporarily different. / Embora seja comum no cerrado, nada se sabe sobre a história natural e ecologia da libélula neotropical Telebasis carmesina (Odonata: Coenagrionidae). Nesse sentido, os objetivos desse estudo foram investigar a ecologia populacional, uso do habitat e o comportamento reprodutivo dessa espécie. O estudo foi conduzido em uma lagoa situada na RPPN do Clube de Caça e Pesca Itororó de Uberlândia MG, entre os meses de julho de 2008 e outubro de 2009. Os dados foram obtidos utilizando-se o método de captura-marcação-recaptura, com o auxílio de uma rede entomológica e um paquímetro metálico de precisão e de observações comportamentais, totalizando 81 horas de observação. No total, 1133 indivíduos foram capturados. Os meses com maior número de machos capturados foram dezembro e novembro de 2008. Setembro e outubro de 2008 foram os meses em que houve maior abundância de fêmeas. A abundância dos indivíduos está diretamente relacionada com a temperatura e umidade relativa do ar e afeta o tamanho dos indivíduos. Quanto maior a abundância de machos, menor o comprimento total deles, que obtiveram tamanho menor que as fêmeas. O tamanho dos machos também variou entre as estações, exceto entre verão e outono e as fêmeas apresentaram médias de tamanho diferentes nos meses da primavera e verão. A longevidade dos machos variou entre as estações e durante a estação reprodutiva outubro a abril e foi de 7,099 (±0,719; X±EP) dias. Tanto machos quanto fêmeas concentraram-se principalmente na lagoa e utilizaram as macrófitas Eliocharis sp. e Pontederia parviflora como principais superfícies de pouso, cópula e oviposição. O sistema de acasalamento poligínico de competição por interferência foi evidenciado durante as observações e corroborado pelo tamanho dos machos e ausência de guarda de territórios O comportamento reprodutivo foi mais freqüente durante o meio da manhã. A cópula de T. carmesina envolveu a transferência de esperma para o edeago, o tandem , a wheel position . A oviposição ocorre sempre com o acompanhamento do macho, em tandem . A razão sexual atingiu maior equivalência em relação à razão 1:1 no mês de setembro (1:3,48) e maior diferença no mês de janeiro (1:27,4).Os machos exibiram três tipos de comportamentos agressivos: i) perseguição, quando um macho persegue o outro, voltando logo a sua posição original, ou sua posição é tomada pelo outro; ii) intimidação ou wing spread , um macho, quando percebe a aproximação de outro, abre suas asas e iii) ataque, que pode ocorrer através do uso das pernas, apêndices abdominais ou peças bucais. Machos apresentam comportamento agonístico direcionado a outros machos da mesma espécie e também são agressivos com indivíduos de outras espécies. A espécie estudada apresenta dimorfismo sexual de tamanho e razão sexual altamente direcionada para machos. Machos e fêmeas utilizam diferencialmente o habitat, tanto espacial quanto temporalmente. / Mestre em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-01T13:19:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) MTTolotti_EcologyConservationOceanicWhitetipShark_VF_FichaCatalografica.compressed aprovada.pdf: 5871232 bytes, checksum: 4af848c7c53529f3e28ffa5d085443f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T13:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) MTTolotti_EcologyConservationOceanicWhitetipShark_VF_FichaCatalografica.compressed aprovada.pdf: 5871232 bytes, checksum: 4af848c7c53529f3e28ffa5d085443f1 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / CAPEs / O objetivo principal da presente tese consistiu em agregar informações ao conhecimento sobre o tubarão galha-branca oceânico (Carcharhinus longimanus), principalmente no que se refere à sua distribuição, índices de abundância e preferências de habitat. Apesar de ser uma espécie muito capturada na pesca oceânica de atuns afins, informações acerca destes aspectos ecológicos são escassas e até mesmo ausentes na literatura relacionada à espécie. A tese é apresentada como um conjunto de capítulos autônomos, representando artigos científicos individuais. No primeiro capítulo-artigo foram discutidos os possíveis efeitos de medidas de manejo restritivas, implementadas recentemente por Organizações Regionais da Pesca Atuneira e que incluem algumas espécies de tubarões oceânicos. Medidas restritivas isoladas terão pouco impacto na redução da mortalidade de tubarões oceânicos. Um conjunto de medidas mitigadoras integradas será mais eficaz na conservação e recuperação das populações dessas espécies. No segundo capítulo-artigo foram analisados dados de captura e esforço de 14.835 lançamentos de espinhel pelágico realizados por embarcações arrendadas da frota atuneira brasileira, nos anos de 2004 a 2010. A CPUE nominal exibiu uma tendência de aumento gradual ao longo dos anos, variando de 0,04 em 2004 para 0,15 em 2010. A CPUE foi padronizada através de uma abordagem delta-GLM, entretanto, o índice de abundância padronizado não diferiu significativamente da CPUE nominal. Os modelos indicaram que as capturas de tubarões galha-branca são maiores para a estratégia de pesca espanhola, que se caracteriza pela utilização de anzóis em profundidades mais rasas. No terceiro capítulo-artigo, a interação entre tubarões galha-branca e a pesca de rede de cerco nos Oceanos Atlântico e Índico foi analisada, com o objetivo de investigar o potencial da utilização do banco de dados dessa pescaria para derivar índices de abundância e determinar tendências populacionais para a espécie. Dados de observadores de bordo da frota francesa combinados com dados históricos da União Soviética foram utilizados na análise. A série temporal combinada incluiu os anos entre 1986 e 2014. No Oceano Atlântico não foi possível determinar uma tendência populacional, uma vez que o índice de ocorrência foi muito baixo e não variou significativamente com o tempo. No Oceano Índico foi observada uma mudança bem-marcada no índice de ocorrência, oscilando em torno de 20% entre meados dos anos 80 e 90 e caindo para menos de 10% a partir de 2005. No quarto capítulo-artigo, a vulnerabilidade do tubarão galha-branca à pesca de espinhel pelágico foi avaliada utilizando dados dependentes e independentes da pesca. Os dados dependentes incluíram informações de diários de bordo (1999- 2011) e observadores embarcados (2004 a 2010), num total de 65.277 lançamentos de espinhel. Os dados independentes foram obtidos a partir de 8 tubarões marcados com marcas do tipo “pop-up satellite archival tag” na área onde a frota de espinhel operou. Locais de marcação e desprendimento das marcas foram relativamente próximos uns dos outros. Entretanto, os indivíduos marcados tenderam a viajar longas distâncias antes de retornar para a área de marcação. Foi observado um certo grau de filopatria à área. “Hotspots” de alta utilização dos tubarões marcados correspondeu à área sob forte pressão pesqueira. Todos os tubarões exibiram uma forte preferência por águas quentes e rasas da camada de mistura, gastando, em média, mais de 70% do tempo acima da termoclina e 95% acima de 120 m. Esse resultado justifica a maior capturabilidade da espécie em espinheis mais rasos. No quinto e último capítuloartigo, os movimentos verticais dos tubarões marcados foram analisados em detalhe. Apesar da distribuição vertical restrita, os dados indicaram que o tubarão galha-branca apresenta padrões de movimento complexos, incluindo padrões de migrações circadianas distintos e mergulhos profundos. O padrão circadiano mais frequentemente observado é caracterizado de um deslocamento à superfície durante o nascer do sol e uma tendência a permanecer em profundidades mais baixas durante o dia. Os movimentos verticais também foram influenciados pela temperatura da superfície do mar, o que pode indicar a ocorrência de termoregulação para espécie. A integração dos resultados de cada capítuloartigo proporcionou boas perspectivas para o desenvolvimento de medidas de mitigação. A evidência em relação à preferência do tubarão galha-branca por águas quentes e rasas é sólida, indicando que a remoção dos anzóis rasos do espinhel pode ser proposta para reduzir a captura incidental da espécie. O fato de variações na CPUE já terem sido observadas, sugere que esta pode ser uma medida eficaz. O comportamento filopátrico observado para o OCS também indica que a espécie pode se beneficiar com a criação de áreas marinhas protegidas. / The ultimate goal of this thesis was to generate knowledge regarding the ecology of the oceanic whitetip shark (Carcharhinus longimanus) and contribute for an ecosystem-based fishery management. The work focuses on the interactions between tuna fisheries and the species and its habitat preferences. Despite being frequently caught on high-sea fisheries, there are wide knowledge gaps regarding the ecology of the oceanic whitetip shark. The thesis is presented as a set of selfcontained standalone chapters, constructed as individual research articles. The first article-chapter provides a discussion concerning pelagic sharks and the recent species-specific banning measures implemented by Regional Fishery Management Organizations (RFMOs) in charge of tuna fisheries. It is unlikely that banning measures alone can reduce the high level of fishing mortality and recover pelagic shark’s depleted populations. Managers should be fully aware that the development and implementation of mitigation measures are critical for a more effective conservation strategy. In the second article-chapter, catch and effort data from 14,835 longline sets conducted by foreign tuna longline vessels chartered by Brazil, from 2004 to 2010, were analyzed. The nominal catch per unit of effort (CPUE) exhibited a gradual increase, varying from 0.04 sharks/1000 hooks in 2004 to 0.15 in 2010. A CPUE standardization was performed using a delta-GLM approach, but the standardized index of abundance did not differ significantly from the nominal CPUE. The models indicated that the catches of oceanic whitetip sharks are higher for the Spanish fishing strategy, which is characterized by the deployment of hooks at shallower depths. In the third article-chapter, the interaction between oceanic whitetip sharks and the purse seine fishery in the eastern Atlantic and western Indian oceans was analyzed, in order to investigate the potential of using this fishery’s database to derive abundance indexes and determine population trends for the species. Observer data from the French purse seine fleet combined with a historic database from the Soviet Union were used in the analyses. The combined time series spanned from 1986 to 2014. The occurrence index was very low for Atlantic Ocean and no marked temporal trend was observed. For the Indian Ocean a well-marked change on the occurrence index was observed, fluctuating around 20% from mid 80’s to mid 90’s and dropping to less than 10% as from 2005. In the fourth article-chapter, a combination of fisheries dependent and independent data was used to assess the vulnerability of the oceanic whitetip shark to pelagic longline fisheries. Fisheries dependent data included information from logbooks (from 1999 to 2011) and onboard observers (2004 to 2010), totaling 65,277 pelagic longline sets. Fisheries independent data were obtained from 8 oceanic whitetip sharks tagged with popup satellite archival tags in the area where longline fleet operated. Tagging and pop-up sites were relatively close to each other, although individuals tended to travel long distances before returning to the tagging area. Some degree of philopatry was observed. High utilization hotspots of tagged sharks fell inside the area under strongest fishing pressure. All sharks exhibited a strong preference for the warm and shallow waters of the mixed layer, spending on average more than 70% of the time above the thermocline and 95% above 120 m. This result explains the higher catchability of the species on shallow longline gear. In the fifth and last article-chapter, the vertical movements of tagged oceanic whitetip sharks were analyzed in detail. Despite its restricted vertical distribution, the analyses reveled that oceanic whitetips perform complex movement patterns, including distinct diel patterns and deep diving behavior. A correlation between vertical movements and sea surface temperature was also observed, suggesting the occurrence of thermoregulation for the species. The combined results of each article-chapter have provided good insights towards the development of mitigation measures. The evidence regarding oceanic whitetip shark’s preference for warm and shallow waters is solid and this information suggests that the removal of the shallow hooks from the longline gear could be proposed as a technique to reduce OCS bycatch. The fact that CPUE variations were already observed suggests that this might be an effective measure. The philopatric behavior observed for the OCS also indicates that the species could benefit from time-area closure measures.

A descrição de padrões, i.e., tendências ou arranjos não aleatórios em comunidades, possui um longo histórico em ecologia vegetal. Comumente, a estrutura e diversidade de comunidades vegetais são descritas a partir de sua distribuição em classes de tamanho (SDD), distribuição espacial (SSD) e de sua distribuição abundância de espécies (SAD). Isto porque há um pressuposto de que padrões existentes nestes descritores de comunidades são assinaturas de processos fundamentais na sua organização e funcionamento. Assim, a descrição de padrões é com frequência o primeiro passo para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos que regulam a estrutura e diversidade de comunidades. Organizada em diferentes capítulos, esta tese teve como objetivo central descrever e comparar padrões em diferentes comunidades arbóreas Neotropicais, buscando gerar hipóteses sobre os processos que regulam sua organização e funcionamento. Para tanto, buscou-se utilizar uma abordagem de inferência baseada no ajuste e seleção de modelos, que foi realizado usando máxima verossimilhança estatística. Em todos os capítulos, os dados sobre as comunidades arbóreas são oriundos de diferentes parcelas florestais permanentes, quatro delas com 10,24 hectares, localizadas no Brasil, e outra com 50 hectares, localizada no Panamá. Além da introdução geral sobre os conceitos e técnicas utilizadas nesta tese (Capítulo 1), foram avaliados e comparados: (i) os descritores básicos da estrutura florestal (i.e. abundância, área basal e riqueza de espécies por sub-parcela - Capítulo 2); (ii) a SAD e como ela varia com o aumento da escala e tamanho amostral (Capítulo 3); (iii) a SDD e como ela se relaciona com a demografia das espécies (Capítulo 4.1 e 4.2); e, por fim, (iv) a SSD e como ela varia entre parcelas permanentes (Capítulo 5). Apenas a relação entre a SDD e a demografia das espécies foi realizada como os dados da parcela panamenha, enquanto que os demais capítulos se referem as quatro parcelas brasileiras. Cada capítulo utilizou métodos e modelos probabilísticos distintos para a descrição e comparação das variáveis de interesse. O Capítulo 2 mostrou que os descritores básicos florestais foram muito diferentes entre as quatro parcelas brasileiras. Estes descritores foram raramente normais nas escalas estudadas e as diferenças entre as parcelas foram mais evidentes quando a variância é considerada, fornecendo informações extras sobre os processos geradores de variabilidade dentro das parcelas. O Capítulo 3 mostrou que a mudança no formato da SAD com o aumento da escala é predominantemente um efeito indireto do tamanho da amostra. Assim, pode haver um efeito de escala, mas esse efeito é pequeno e parece depender do grau de similaridade de espécies entre amostras. No capítulo 4.1, foi necessária uma combinação de quatro diferentes distribuições de probabilidade para descrever a ampla gama de SDD, visto que os modelos candidatos raramente foram adequados para a maioria das espécies. No capítulo 4.2, verificou-se que o crescimento e recrutamento determinam o formato da SDD, o que não aconteceu com a mortalidade. No geral, curvas decrescentes de crescimento por diâmetro (i.e., maior crescimento juvenil) levaram à SDD menos íngremes, enquanto que taxas altas de recrutamento estiveram relacionadas à SDD mais íngremes. Apesar das previsões da teoria de equilíbrio demográfico terem apresentado relações positivas com as SDD observadas, houve muita variação, fazendo com que as previsões fossem pouco confiáveis. No capítulo 5, confirmou-se que a grande maioria das espécies se distribui de maneira agregada no espaço. No entanto, as parcelas apresentaram diferentes padrões de intensidade e tamanho de agregação. As diferenças nestes padrões entre parcelas foram, em geral, similares àquelas encontradas ao comparar populações de uma mesma espécie entre parcelas. Assim, as parcelas permanentes brasileiras apresentaram padrões bem distintos umas das outras, tanto em termos de estrutura quanto de diversidade de espécies, padrões estes que provavelmente foram determinados pelas condições ambientais as quais estas comunidades estão sujeitas. Diferentes padrões também foram encontrados em relação à distribuição espacial das espécies (i.e. frequência, intensidade e tamanho de agregação). Contudo, os resultados sugeriram que estes padrões estiveram mais ligados a heterogeneidade ambiental interna das parcelas do que com condições de clima e solo as quais estas comunidades estão sujeitas. Por outro lado, os padrões de distribuição espacial das espécies parecem ter influenciado os padrões de diversidade das comunidades. Não houve, entretanto, um número suficiente de parcelas sob as diferentes combinações de condições ambientais para testar estas sugestões ou para fazer generalizações para cada formação florestal, sendo necessário o confronto destas sugestões com outros estudos realizados em condições similares. Já na parcela panamenha, foi confirmada a expectativa teórica de que distribuições diamétricas refletem a demografia das espécies, em especial os padrões de crescimento e recrutamento. Mas, houve grande variação entre as espécies, dificultando a inferência precisa de padrões demográficos passados das espécies a partir de SDD atuais. Por fim, a abordagem analítica baseada no ajuste e seleção de modelos por máxima foi uma alternativa viável, flexível e apropriada, principalmente em relação à comparação simultânea de diferentes modelos e à busca de processos por trás dos padrões encontrados. Apesar de algumas limitações de cunho operacional, a abordagem baseado em modelos é uma alternativa adequada para a descrição de comunidades arbóreas, podendo ser utilizada de maneira consorciada com outras abordagens (e.g. testes de hipóteses) para descrever padrões e para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos fundamentais que regulam a estrutura e diversidade destas comunidades. / Pattern description - search for trends or non-random arrangements in communities, has a long history in plant ecology. Commonly, the structure and diversity of plant communities are described based on their size class distribution (SDD), spatial distribution (SSD) and species abundance distribution (SAD). This is because there is an underlying assumption that the existing patterns in these community descriptors are signatures of key processes determining their organization and functioning. Thus, pattern description is often the first step to generate or test hypotheses about the processes governing community structure and diversity. Organized in different chapters, the main goal of this thesis was to describe and compare different patterns in Neotropical tree communities and to generate hypotheses about the processes that regulate them. To do so we used an approach based on model selection, which was performed using maximum likelihood. In all chapters the data on tree communities came from different permanent forest plots, four of them of 10.24 ha located in Brazil and another 50 ha located in Panama. In addition to the general introduction of key concepts and techniques used along the thesis (Chapter 1), it was evaluated and compared: (i) the basic forest descriptors (i.e. abundance, basal area and species richness per subplot - Chapter 2), (ii) the SAD and how it varies with increasing sample size and scale (Chapter 3), (iii) the SDD and how it relates to species demography (Chapter 4.1 and 4.2) and, finally, (iv) the SSD and how it varies between plots (Chapter 5). Only the relationship between SDD and species demography o was performed using the Panama plot data, while the remaining chapters relate the four Brazilian plots. Each chapter used different methods and probabilistic models for the description and comparison of the variables of interest. In Chapter 2, it was found that basic forest descriptors were very different between the four Brazilian plots. These descriptors were rarely normal at the studied scales and differences between plots were more evident when variance is accounted for, which seems to provide information on processes generating within-plot variability. Chapter 3 showed that the change in shape of the SAD due to increasing scale is predominantly an indirect effect of sample size. Thus, there may be an effect of the scale, but this effect is minor and seems to depend on the degree of species turnover between samples. In Chapter 4.1, it was shown that the combination of four different probability distributions was necessary to describe the wide range of SDD, since models were rarely appropriate for the majority of tree species. In Chapter 4.2, it was found that growth and recruitment, but not mortality, shape the SDD. On average, decreasing growth-diameter curves (i.e. higher juvenile growth) were associated to less steep SDD, whereas high recruitment rates were related to steeper SDD. Although the predictions of demographic equilibrium theory were positively related to the observed SDD, there was lots of variation, making predictions quite unreliable. In Chapter 5, it was confirmed that the great majority of species had clumped spatial distributions. However, the results of intensity and size of clumps showed that the patterns of aggregation were different among plots. Species shared between two plots generally showed patterns of spatial distribution that matched the patterns found for individual plots. Therefore, the Brazilian plots presented very distinct patterns, both in terms of structure and species diversity, which were most probably determined by the environmental conditions to which these communities are subjected. Different patterns among plots were also found in respect to species spatial distribution (i.e. frequency, intensity and size of aggregation). However, the results suggested that these patterns were more connected to within-plot environmental heterogeneity than with climate and soil conditions. On the other hand, the spatial distribution of the species seems to have influenced the patterns of diversity of communities. There was not, however, a sufficient number of plots under different combinations of environmental conditions to test these suggestions or to make generalizations for each forest type, being necessary to confront these suggestions with other studies conducted in similar conditions. In the Panamanian plot, it was confirmed the theoretical expectation that diameter distributions reflect the demographics of the species, in particular the patterns of growth and recruitment. But there was great variability among species, making it difficult to infer past demographic patterns from current SDD. Finally, the analytical approach based on model fit and selection by maximum likelihood was a viable, flexible and appropriate approach, particularly in respect to the simultaneous comparison of different models and to the search for mechanisms underlying patterns. Despite some more operational limitations, the model-based approach is an appropriate alternative for the description of tree communities and can be jointly used with other approaches (e.g. hypothesis testing) for pattern description and to generate and test hypotheses on the fundamental processes that determine the structure and diversity of these communities.