Euphorbiaceae is one of the larger, complex and diversified families of Angiosperma, including 317 genera and 8,000 species approximately. It is specially distributed in the Tropics, in the most variable types of vegetation and habitat. In Brazil, it is represented by 72 genera and 1,100 species with different habits and habitats, occurring in ali vegetation types. This study, which encloses 7 species of Croton L., has as main objective to modernize the Euphorbiaceae's taxonomy, specially considering genera and species with geographical distribution concentrated in the (Brazilian or International) Amazônia, as well as to carry out morpho-anatomic studies with the selected species as a further help for their correct identification. Through morpho-anatomic characters, we intend to clarify the boundary of close related species, such as C. urucurana and C. draconoides, which affinities still rather confuse. The results aim at to contribute for a better understanding of the diverse section and subsections proposed to organize the genus Croton. It was observed that the trichome types and the flower position at the inflorescences are very important for the identification of the studied species. The leaf architecture study allowed the separation of the species by the presence or absence of sheathing, trichome type, druses, pair number of secondary veins, presence of secondary veins, and type of lignifications of vascular bundle. In conclusion, the morphologic characters allied to the anatomic characters allow a more accurate identification of the species treated in this work. / Euphorbiaceae é composta por aproximadamente 317 gêneros e 8.000 espécies, distribuídos especialmente nos trópicos, nos mais variados tipos de vegetação e habitats, sendo uma das maiores, mais complexas e diversificadas famílias das Angiospermas. No Brasil ocorrem 72 gêneros e 1.100 espécies, de hábitos e habitat diferentes, difundidas em todos os tipos de vegetação. Este estudo, abrange 7 espécies de croton L. pertencentes à seção Cyclostigma Griseb. e seção Luntia (raf.) G. L. webster ocorrentes na Amazônia brasileira, tem como principal objetivo atualizar a taxonomia das Euphorbiaceae, especialmente em relação aos gêneros e espécies com distribuição geográfica concentrada na Amazônia (brasileira e extrabrasileira), bem como realizar estudos morfo-anatômicos (venação) com as espécies selecionadas como um subsídio a mais para identificá-las corretamente. Através de caracteres morpho-anatômicos pretende-se esclarecer o limite de espécies muito próximas, como é o caso de C. urucurana e C. draconoides, cujas afinidades ainda são um tanto confusas. Os resultados visam contribuir para o melhor entendimento das diversas seções e subseções propostas para organizar o gênero Croton. Observou-se que os tipos e posição onde se encontram os tricomas nas folhas e flores, a presença ou ausência de corola são muito importantes na identificação das espécies estudadas. O estudo da arquitetura foliar possibilitou a separação das espécies através da presença ou ausência de bainha, tipos de tricomas, drusas, número de pares de nervuras secundárias, presença de nervuras secundárias e tipo de lignificação dos feixes vasculares. Em conclusão, os caracteres morfológicos aliados aos caracteres anatômicos possibilitam a identificação mais precisa das espécies tratadas neste trabalho.

Em ambientes florestais, a luz é o recurso que com mais frequência limita o crescimento, a sobrevivência e a reprodução em plantas. Assim, a variação na disponibilidade de luz no sub-bosque influencia a composição local de espécies lenhosas, que se segregam em diferentes nichos de luz de acordo com suas preferências e tolerâncias, conferidas através de suas adaptações e plasticidade fenotípica. Os atributos das espécies atuais, além de serem adaptados ao ambiente onde vivem, são um legado de seus ancestrais, motivo pelo qual espécies mais próximas filogeneticamente, com frequência compartilham atributos semelhantes e, por consequência, ocupam nichos similares, padrão conhecido como conservação filogenética. Estudos recentes mostram que atributos funcionais relacionados à captação de luz teriam se diversificado através de diferentes grupos filogenéticos, conferindo a estes capacidades distintas para a conquista de novos ambientes de luz. Nosso trabalho teve como objetivo detectar a presença de padrões filogenéticos na distribuição e nas respostas ecofisiológicas de oito espécies lenhosas co-ocorrentes e de seus respectivos clados em um sub-bosque florestal, a partir da comparação do nicho de luz e do desempenho de plantas juvenis em resposta ao gradiente luminoso existente. Assim nossas hipóteses são de que 1) as espécies filogeneticamente próximas tem maior semelhança em estratégias adaptativas do que espécies filogeneticamente distantes; 2) a amplitude de nicho e 3) a plasticidade de atributos em resposta à luz aumentam em clados mais derivados. Os resultados apresentados aqui mostraram uma maior similaridade entre as espécies mais relacionadas do que entre aquelas que são filogeneticamente distantes, sugerindo conservação filogenética do nicho. Quanto à amplitude de nicho, também há uma influência filogenética, porém, contrário ao esperado, os clados mais antigos apresentaram um nicho mais amplo. Para a plasticidade dos atributos os resultados aqui apresentados mostram que não há padrões filogenéticos na plasticidade das respostas de espécies e clados estudados, sugerindo o efeito de outros fatores sobre a plasticidade das plantas, como efeitos ontogenéticos ou estresse ambiental. / In forest environments, light is the resource that most often limits the growth, survival and reproduction in plants. Thus, the variation in light availability, regarded as one of the most important resources for woody plants in the understory, results in differences in species composition, which segregate in different light niches according to their preferences and tolerances, conferred by their adaptations and phenotypic plasticity. Extant plant traits are not only adapted to the present environment, they are also a legacy from their ancestors and, for that reason, phylogenetically related species often share similar attributes and consequently occupy similar niches, pattern known as phylogenetic conservatism. Recent studies show that functional traits related to the capture of this resource have diversified across different phylogenetic groups, giving them distinct abilities to occupy new light environments. The present study aimed to detect the presence of phylogenetic patterns in species distribution along a light gradient and in ecophysiological responses of eight co-occurring woody species and their respective clades in a forest understory. This was accomplished by comparing the light niche of juvenile plants in response to the existing light gradient, as well as their physiological plasticity in response to understory light variations. We hypothesized that (1) phylogenetic related species have greater similarity of adaptive strategies, and consequently of their niche, than more distantly related ones; and that (2) the niche breadth is wider and (3) traits plasticity is greater in more recent than in more basal clades. The results presented here showed that there is a greater niche similarity between closely related species than between those that are phylogenetically distant, suggesting niche conservatism. Regarding to niche amplitude, there is also a phylogenetic influence but, contrary to our expectations, the older clades showed a greater niche breadth. For plasticity of selected plant traits, results showed no phylogenetic pattern for the studied species and clades, suggesting that other factors act on the phenotypic plasticity of plants, such as ontogenetic effects and/or environmental stress.

Em ambientes florestais, a luz é o recurso que com mais frequência limita o crescimento, a sobrevivência e a reprodução em plantas. Assim, a variação na disponibilidade de luz no sub-bosque influencia a composição local de espécies lenhosas, que se segregam em diferentes nichos de luz de acordo com suas preferências e tolerâncias, conferidas através de suas adaptações e plasticidade fenotípica. Os atributos das espécies atuais, além de serem adaptados ao ambiente onde vivem, são um legado de seus ancestrais, motivo pelo qual espécies mais próximas filogeneticamente, com frequência compartilham atributos semelhantes e, por consequência, ocupam nichos similares, padrão conhecido como conservação filogenética. Estudos recentes mostram que atributos funcionais relacionados à captação de luz teriam se diversificado através de diferentes grupos filogenéticos, conferindo a estes capacidades distintas para a conquista de novos ambientes de luz. Nosso trabalho teve como objetivo detectar a presença de padrões filogenéticos na distribuição e nas respostas ecofisiológicas de oito espécies lenhosas co-ocorrentes e de seus respectivos clados em um sub-bosque florestal, a partir da comparação do nicho de luz e do desempenho de plantas juvenis em resposta ao gradiente luminoso existente. Assim nossas hipóteses são de que 1) as espécies filogeneticamente próximas tem maior semelhança em estratégias adaptativas do que espécies filogeneticamente distantes; 2) a amplitude de nicho e 3) a plasticidade de atributos em resposta à luz aumentam em clados mais derivados. Os resultados apresentados aqui mostraram uma maior similaridade entre as espécies mais relacionadas do que entre aquelas que são filogeneticamente distantes, sugerindo conservação filogenética do nicho. Quanto à amplitude de nicho, também há uma influência filogenética, porém, contrário ao esperado, os clados mais antigos apresentaram um nicho mais amplo. Para a plasticidade dos atributos os resultados aqui apresentados mostram que não há padrões filogenéticos na plasticidade das respostas de espécies e clados estudados, sugerindo o efeito de outros fatores sobre a plasticidade das plantas, como efeitos ontogenéticos ou estresse ambiental. / In forest environments, light is the resource that most often limits the growth, survival and reproduction in plants. Thus, the variation in light availability, regarded as one of the most important resources for woody plants in the understory, results in differences in species composition, which segregate in different light niches according to their preferences and tolerances, conferred by their adaptations and phenotypic plasticity. Extant plant traits are not only adapted to the present environment, they are also a legacy from their ancestors and, for that reason, phylogenetically related species often share similar attributes and consequently occupy similar niches, pattern known as phylogenetic conservatism. Recent studies show that functional traits related to the capture of this resource have diversified across different phylogenetic groups, giving them distinct abilities to occupy new light environments. The present study aimed to detect the presence of phylogenetic patterns in species distribution along a light gradient and in ecophysiological responses of eight co-occurring woody species and their respective clades in a forest understory. This was accomplished by comparing the light niche of juvenile plants in response to the existing light gradient, as well as their physiological plasticity in response to understory light variations. We hypothesized that (1) phylogenetic related species have greater similarity of adaptive strategies, and consequently of their niche, than more distantly related ones; and that (2) the niche breadth is wider and (3) traits plasticity is greater in more recent than in more basal clades. The results presented here showed that there is a greater niche similarity between closely related species than between those that are phylogenetically distant, suggesting niche conservatism. Regarding to niche amplitude, there is also a phylogenetic influence but, contrary to our expectations, the older clades showed a greater niche breadth. For plasticity of selected plant traits, results showed no phylogenetic pattern for the studied species and clades, suggesting that other factors act on the phenotypic plasticity of plants, such as ontogenetic effects and/or environmental stress.

Em ambientes florestais, a luz é o recurso que com mais frequência limita o crescimento, a sobrevivência e a reprodução em plantas. Assim, a variação na disponibilidade de luz no sub-bosque influencia a composição local de espécies lenhosas, que se segregam em diferentes nichos de luz de acordo com suas preferências e tolerâncias, conferidas através de suas adaptações e plasticidade fenotípica. Os atributos das espécies atuais, além de serem adaptados ao ambiente onde vivem, são um legado de seus ancestrais, motivo pelo qual espécies mais próximas filogeneticamente, com frequência compartilham atributos semelhantes e, por consequência, ocupam nichos similares, padrão conhecido como conservação filogenética. Estudos recentes mostram que atributos funcionais relacionados à captação de luz teriam se diversificado através de diferentes grupos filogenéticos, conferindo a estes capacidades distintas para a conquista de novos ambientes de luz. Nosso trabalho teve como objetivo detectar a presença de padrões filogenéticos na distribuição e nas respostas ecofisiológicas de oito espécies lenhosas co-ocorrentes e de seus respectivos clados em um sub-bosque florestal, a partir da comparação do nicho de luz e do desempenho de plantas juvenis em resposta ao gradiente luminoso existente. Assim nossas hipóteses são de que 1) as espécies filogeneticamente próximas tem maior semelhança em estratégias adaptativas do que espécies filogeneticamente distantes; 2) a amplitude de nicho e 3) a plasticidade de atributos em resposta à luz aumentam em clados mais derivados. Os resultados apresentados aqui mostraram uma maior similaridade entre as espécies mais relacionadas do que entre aquelas que são filogeneticamente distantes, sugerindo conservação filogenética do nicho. Quanto à amplitude de nicho, também há uma influência filogenética, porém, contrário ao esperado, os clados mais antigos apresentaram um nicho mais amplo. Para a plasticidade dos atributos os resultados aqui apresentados mostram que não há padrões filogenéticos na plasticidade das respostas de espécies e clados estudados, sugerindo o efeito de outros fatores sobre a plasticidade das plantas, como efeitos ontogenéticos ou estresse ambiental. / In forest environments, light is the resource that most often limits the growth, survival and reproduction in plants. Thus, the variation in light availability, regarded as one of the most important resources for woody plants in the understory, results in differences in species composition, which segregate in different light niches according to their preferences and tolerances, conferred by their adaptations and phenotypic plasticity. Extant plant traits are not only adapted to the present environment, they are also a legacy from their ancestors and, for that reason, phylogenetically related species often share similar attributes and consequently occupy similar niches, pattern known as phylogenetic conservatism. Recent studies show that functional traits related to the capture of this resource have diversified across different phylogenetic groups, giving them distinct abilities to occupy new light environments. The present study aimed to detect the presence of phylogenetic patterns in species distribution along a light gradient and in ecophysiological responses of eight co-occurring woody species and their respective clades in a forest understory. This was accomplished by comparing the light niche of juvenile plants in response to the existing light gradient, as well as their physiological plasticity in response to understory light variations. We hypothesized that (1) phylogenetic related species have greater similarity of adaptive strategies, and consequently of their niche, than more distantly related ones; and that (2) the niche breadth is wider and (3) traits plasticity is greater in more recent than in more basal clades. The results presented here showed that there is a greater niche similarity between closely related species than between those that are phylogenetically distant, suggesting niche conservatism. Regarding to niche amplitude, there is also a phylogenetic influence but, contrary to our expectations, the older clades showed a greater niche breadth. For plasticity of selected plant traits, results showed no phylogenetic pattern for the studied species and clades, suggesting that other factors act on the phenotypic plasticity of plants, such as ontogenetic effects and/or environmental stress.

[ES] El éxito de la fertilización en las Angiospermas depende del adecuado y coordinado desarrollo de los diferentes tejidos del gineceo: ovario, estilo y estigma. Los mecanismos moleculares asociados a la correcta formación y desarrollo del gineceo han sido bien estudiados en la especie modelo Arabidopsis thaliana. Diversos genes pertenecientes a múltiples familias de factores de transcripción han sido sugeridos como reguladores indispensables en la correcta formación del estilo y el estigma de las Angiospermas. Entre ellas se encuentran la familia basic Helix Loop Helix, bHLH. Los genes HECATE (HEC) pertenecen al linaje de genes HEC1/2/3/IND. Análisis filogenéticos han revelado que las Angiospermas poseen, al menos, tres copias de genes HEC (HEC1/2/3), mientras que el gen INDEHISCENT (IND) es un parálogo especifico de HEC3 en Brassicaceae; las demás Angiospermas poseen homólogos preduplicación más similares a HEC3 que a IND. Funcionalmente, en Arabidopsis, los genes HEC1/2/3 son redundantes en la correcta formación de gineceo, mientras que IND tiene funciones en la diferenciación de la zona de dehiscencia del fruto. Así, nos propusimos conocer las funciones de los genes HEC, previas a la diversificación de Brassicaceae. Particularmente estudiamos los ortólogos de los genes HEC1/2/3 en Nicotiana benthamiana. En nuestro estudio, los genes NibeHEC1/2 solo se expresan en meristemos vegetativos y hojas, mientras que NibeHEC3 se expresa predominantemente durante el desarrollo de la flor y aumenta su expresión progresivamente hasta la antesis en el tracto de transmisión del estilo, el estigma y las zonas de dehiscencia de anteras y frutos, de un modo similar al que lo hacen conjuntamente los genes HEC1/2/3/IND en Arabidopsis. La caracterización funcional por VIGS y CRISPR-Cas9 nos confirmó que NibeHEC3 está implicado en la elongación de la región estilar y la diferenciación de las papilas estigmáticas. Además, NibeHEC3 es importante en el desarrollo de las anteras y los frutos de Nicotiana benthamiana. En conjunto, los datos reportados más nuestra caracterización funcional sugieren que los genes HEC3, previos al evento de duplicación del linaje HEC3/IND, conservan las funciones ancestrales en el desarrollo de la región más distal del gineceo y la diferenciación de la zona de dehiscencia de frutos, mientras que en Brassicacaceae, luego de la duplicación del linaje HEC3/IND, estas dos funciones parecen haberse subfuncionalizado durante la diversificación de la familia Brassicaceae entre los genes HEC1/2/3 e IND respectivamente. Además, describimos una novedosa función para los genes HEC3 asociada al desarrollo de las anteras en Nicotiana benthamiana, una función con la cual no se había asociado a los genes HEC con anterioridad. Así, el dilucidar detalles adicionales acerca de las funciones de los genes HEC y sugerir como estos interactúan para la formación del gineceo en eudicotiledóneas fuera de Brassicaceae ayudará a proporcionar información sobre diversos aspectos en la evolución y desarrollo del gineceo y del fruto en Angiospermas. / [CA] L'èxit de la fertilització en les Angiospermes depén de l'adequat i coordinat desenvolupament dels diferents teixits del gineceu: ovari, estil i estigma. Els mecanismes moleculars associats a la correcta formació i desenvolupament del gineceu han sigut ben estudiats en l'espècie model Arabidopsis thaliana. Diversos gens pertanyents a múltiples famílies de factors de transcripció han sigut suggerits com a reguladors indispensables en la correcta formació de l'estil i l'estigma de les Angiospermes. Entre elles es troben la família basic Helix Loop Helix, bHLH. Els gens HECATE (HEC) pertanyen al llinatge de gens HEC1/2/3/IND. Anàlisis filogenètiques han revelat que les Angiospermes posseeixen, almenys, tres còpies de gens HEC (HEC1/2/3), mentre que el gen INDEHISCENT (IND) és un paràleg específic d'HEC3 en Brassicaceae; les altres Angiospermes posseeixen homòlegs preduplicació més similar a HEC3 que a IND. Funcionalment, en Arabidopsis, els gens HEC1/2/3 són redundants en la correcta formació de gineceu, mentre que IND té funcions en la diferenciació de la zona de dehiscència del fruit. Així, ens vam proposar conéixer les funcions dels gens HEC, previs a la diversificació de Brassicaceae. Particularment estudiem els ortòlegs dels gens HEC1/2/3 en Nicotiana benthamiana. En el nostre estudi, els gens NibeHEC1/2 només s'expressen en meristemes vegetatius i fulles; mentre que NibeHEC3 s'expressen predominantment durant el desenvolupament de la flor i augmenten la seua expressió progressivament fins a l'antesi; aquests es mantenen expressats en el tracte de transmissió de l'estil, l'estigma i les zones de dehiscència d'anteres i fruits. Igual que ho fan conjuntament els gens HEC1/2/3/IND en Arabidopsis. La caracterització funcional per VIGS i CRISPR-Cas9 ens va confirmar que NibeHEC3 està implicat en l'elongació de la regió estilar i la diferenciació de les papil·les estigmàtiques. A més, NibeHEC3 és important en la diferenciació de les anteres y la zona de dehiscència de fruits de Nicotiana. Així mateix, les variacions detectades entre les seqüències dels ortòlegs del clade HEC3/IND podria explicar els canvis funcionals i els patrons d'expressió diferencials entre les espècies d'angiospermes. En conjunt, les dades reportades més la nostra caracterització funcional suggereixen que els gens HEC3, previs a la duplicació del llinatge HEC3/IND, conserven les funcions ancestrals en el desenvolupament de la regió més distal del gineceu i la diferenciació de la zona de dehiscència de fruits, mentre que en Brassicacaceae, després de la duplicació del llinatge HEC3/IND, aquestes dues funcions semblen haver-se subfuncionalitzat durant la diversificació de la família Brassicaceae entre els gens HEC1/2/3 i IND respectivament. A més, descrivim una nova funció per als gens HEC3 associada a la diferenciació de les anteres en Nicotiana benthamiana, una funció amb la qual no s'havia associat als gens HEC amb anterioritat. Així, el dilucidar detalls addicionals sobre les funcions dels gens els HEC i suggerir com aquests interactuen per a la formació del gineceu en eudicotiledònies fora de Brassicaceae ajudarà a proporcionar informació sobre diversos aspectes en l'evolució i desenvolupament del gineceu i del fruit en Angiospermes. / [EN] Successful fertilization in Angiosperms depends on the proper and coordinated development of the different tissues of the gynoecium: ovary, style and stigma. The molecular mechanisms associated with the correct formation and development of the gynoecium have been well studied in the model species Arabidopsis thaliana. Several genes belonging to multiple families of transcription factors have been suggested as indispensable regulators in the correct formation of the style and stigma in Angiosperms. Among them are the basic Helix Loop Helix family, bHLH. The HECATE (HEC) genes belong to the HEC1/2/3/IND gene lineage. Phylogenetic analyses have revealed that Angiosperms possess at least three copies of HEC genes: HEC1/2/3, whereas the INDEHISCENT (IND) gene is a specific HEC3 paralog in Brassicaceae; the other Angiosperms possess pre-duplication homologs more like to HEC3 than to IND. Functionally, in Arabidopsis, HEC1/2/3 genes are redundant in proper gynoecium formation while IND has functions in the differentiation of the fruit dehiscence zone. Thus, we set out to understand the functions of HEC genes prior to diversification of Brassicaceae In particular, we studied the orthologs of the HEC1/2/3 genes in Nicotiana benthamiana. In our study, NibeHEC1/2 genes are only expressed in vegetative meristems and leaves; while NibeHEC3 genes are predominantly expressed during flower development and increase their expression progressively until anthesis; they remain expressed in the style transmission tract, stigma and dehiscence zones of anthers and fruits. The same is true for the HEC1/2/3/IND genes in Arabidopsis. Functional characterization by VIGS and CRISPR-Cas9 confirmed that NibeHEC3 is involved in the elongation of the stylar region and differentiation of stigmatic papillae. In addition, NibeHEC3 is important in anther development and the differentiation of the dehiscence zone of Nicotiana benthamiana fruits. Taken together, the reported data plus our functional characterization suggest that HEC3 genes, prior to the HEC3/IND lineage duplication event, retain ancestral functions in the development of the most distal region of the gynoecium and the differentiation of the fruit dehiscence zone, whereas in Brassicaceae, after the duplication of the HEC3/IND lineage, these two functions appear to have been sub-functionalized during the diversification of the Brassicaceae family between the HEC1/2/3 and IND genes, respectively. In addition, we describe a novel function for the HEC3 genes associated with anther development in Nicotiana benthamiana, a function not previously reported for the HEC genes. Thus, elucidating additional details about the functions of the HEC genes and suggesting how they interact for gynoecium formation in eudicots outside Brassicaceae will help to provide insights into various aspects of gynoecium and fruit evolution and development in Angiosperms. / Agradezco a la beca Santiago Grisolia (GRISOLIA/2017/170), al Ministerio de Ciencias e Innovación BIO2015-64531-R, RTI2018-099239-B-I00 y el ExpoSeed H2020-MSCA- RISE-2015-691109 por facilitar la realización de esta investigación. / Ortiz Ramírez, CI. (2023). Evolución y caracterización funcional de los genes HEC3 en el desarrollo de flores y fruto de Nicotiana benthamiana [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193298

Este trabalho tem como objetivo realizar o reconhecimento taxonômico de folhas fósseis de angiospermas, as quais foram recuperadas pelo salvamento paleontológico realizado no âmbito do Programa Investigação, Monitoramento e Salvamento do Patrimônio Paleontológico da UHE Teles Pires. Os depósitos fossilíferos, encontrados em amostras de argilitos laminados, situavam-se no atual leito e terraços (diques marginais) do rio Teles Pires, dentro da área destinada ao reservatório. Na base do afloramento fitofossilífero estudado, restos vegetais em clastos de lama retrabalhados apresentaram idade absoluta entre 22.580 e 23.290 anos AP, obtida por método de radiocarbono (14C). Para a presente contribuição, foram selecionados para determinação taxonômica 27 espécimes, preservados na forma de impressões e compressões. Através da análise e descrição da arquitetura foliar dos espécimes foram identificadas uma monocotiledônea e sete eudicotiledôneas (Albizia subdimidiata e Parkia multijuga, da Família Fabaceae; Brosimum cf. gaudichaudii, da Família Moraceae; Theobroma speciosum e Apeiba sp., da Família Malvaceae; Aspidosperma cf. polyneuron, da Família Apocynaceae, e um espécime atribuído à Família Myrtaceae – Tribo Myrtae). A composição florística dos táxons analisados, juntamente com a distribuição geográfica dos seus representantes atuais e seus respectivos hábitos e hábitats, acusou a predominância de elementos florísticos tipicamente da Floresta Amazônica, sob regime de clima úmido. Porém, duas espécies que podem ocorrer em vegetação de savana foram assinaladas (i.é, Aspidosperma cf. polyneuron, Brosimum cf. gaudichaudii). / This work aims at the taxonomic recognition of fossil leaves of angiosperms, which were recovered by the paleontological rescue carried out under the Program Research, Monitoring and Salvage of the Paleontological Heritage of the Teles Pires Hydroelectric Power Plant. The fossiliferous deposits, found in samples of laminated argillite, were located in the current bed and terraces (marginal dikes) of the Teles Pires River, inside the area destined to the water reservoir. At the base of the studied phytophossiliferous outcrop, vegetal remains in reworked mud clasts presented absolute age between 22,580 and 23,290 years BP, through the dating obtained by radiocarbon method (14C). For the present contribution, 27 specimens, preserved in the form of impressions and compressions, were selected for taxonomic determination. A monocotyledonous and seven eudycotyledonous (Albizia subdimidiata and Parkia multijuga, of the Family Fabaceae, Brosimum cf. gaudichaudii, of the Family Moraceae, Theobroma speciosum and Apeiba sp., of the Family Malvaceae, Aspidosperma cf. polyneuron, of the Family Apocynaceae, and a specimen attributed to the Family Myrtaceae - Tribe Myrtae) were identified through the analysis and description of the foliar architecture of the specimens. The floristic composition of the analyzed taxa, together with the geographical distribution of their current representatives and their respective habitats and habits, accused the predominance of floristic elements typically found in the Amazon Rainforest, under a humid climate regime. However, two species that may occur in savanna vegetation have been identified (i.e., Aspidosperma cf. polyneuron, Brosimum cf. gaudichaudii).

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Este trabalho tem como objetivo realizar o reconhecimento taxonômico de folhas fósseis de angiospermas, as quais foram recuperadas pelo salvamento paleontológico realizado no âmbito do Programa Investigação, Monitoramento e Salvamento do Patrimônio Paleontológico da UHE Teles Pires. Os depósitos fossilíferos, encontrados em amostras de argilitos laminados, situavam-se no atual leito e terraços (diques marginais) do rio Teles Pires, dentro da área destinada ao reservatório. Na base do afloramento fitofossilífero estudado, restos vegetais em clastos de lama retrabalhados apresentaram idade absoluta entre 22.580 e 23.290 anos AP, obtida por método de radiocarbono (14C). Para a presente contribuição, foram selecionados para determinação taxonômica 27 espécimes, preservados na forma de impressões e compressões. Através da análise e descrição da arquitetura foliar dos espécimes foram identificadas uma monocotiledônea e sete eudicotiledôneas (Albizia subdimidiata e Parkia multijuga, da Família Fabaceae; Brosimum cf. gaudichaudii, da Família Moraceae; Theobroma speciosum e Apeiba sp., da Família Malvaceae; Aspidosperma cf. polyneuron, da Família Apocynaceae, e um espécime atribuído à Família Myrtaceae – Tribo Myrtae). A composição florística dos táxons analisados, juntamente com a distribuição geográfica dos seus representantes atuais e seus respectivos hábitos e hábitats, acusou a predominância de elementos florísticos tipicamente da Floresta Amazônica, sob regime de clima úmido. Porém, duas espécies que podem ocorrer em vegetação de savana foram assinaladas (i.é, Aspidosperma cf. polyneuron, Brosimum cf. gaudichaudii). / This work aims at the taxonomic recognition of fossil leaves of angiosperms, which were recovered by the paleontological rescue carried out under the Program Research, Monitoring and Salvage of the Paleontological Heritage of the Teles Pires Hydroelectric Power Plant. The fossiliferous deposits, found in samples of laminated argillite, were located in the current bed and terraces (marginal dikes) of the Teles Pires River, inside the area destined to the water reservoir. At the base of the studied phytophossiliferous outcrop, vegetal remains in reworked mud clasts presented absolute age between 22,580 and 23,290 years BP, through the dating obtained by radiocarbon method (14C). For the present contribution, 27 specimens, preserved in the form of impressions and compressions, were selected for taxonomic determination. A monocotyledonous and seven eudycotyledonous (Albizia subdimidiata and Parkia multijuga, of the Family Fabaceae, Brosimum cf. gaudichaudii, of the Family Moraceae, Theobroma speciosum and Apeiba sp., of the Family Malvaceae, Aspidosperma cf. polyneuron, of the Family Apocynaceae, and a specimen attributed to the Family Myrtaceae - Tribe Myrtae) were identified through the analysis and description of the foliar architecture of the specimens. The floristic composition of the analyzed taxa, together with the geographical distribution of their current representatives and their respective habitats and habits, accused the predominance of floristic elements typically found in the Amazon Rainforest, under a humid climate regime. However, two species that may occur in savanna vegetation have been identified (i.e., Aspidosperma cf. polyneuron, Brosimum cf. gaudichaudii).

Submitted by Filipe Marcel Fernandes Gonçalves null (filipemfg@gmail.com) on 2016-10-13T22:19:26Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado_Filipe_Marcel_Fernandes_Gonçalves.pdf: 6479864 bytes, checksum: 4596171ab4ce8e8c1a6ce9723f335b36 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-19T18:04:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 goncalves_fmf_me_sjrp.pdf: 6479864 bytes, checksum: 4596171ab4ce8e8c1a6ce9723f335b36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-19T18:04:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 goncalves_fmf_me_sjrp.pdf: 6479864 bytes, checksum: 4596171ab4ce8e8c1a6ce9723f335b36 (MD5) Previous issue date: 2016-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O grande volume de imagens disponível na Web gerado em diferentes domínios requer um conhecimento especializado para sua a análise e identificação. Nesse sentido, recentes avanços ocorreram com desenvolvimento de técnicas de recuperação de imagens baseadas nas características visuais. Entretanto, o gap semântico entre as características de baixo-nível das imagens e aquilo que a imagem representa ainda é um grande desafio. Uma solução para diminuir o gap semântico consiste em combinar a informação de características visuais das imagens com o conhecimento do domínio de tais imagens. Nesse sentido, ontologias podem auxiliar, já que estruturam o conhecimento. Desse modo, o presente trabalho apresenta uma nova abordagem denominada Recuperação Interativa de Imagens Guiada por Semântica (Semantic Interactive Image Retrieval – SIIR) que combina técnicas de recuperação de imagens baseadas no conteúdo (Content Based Image Retrieval – CBIR) e aprendizado não supervisionado, com o conhecimento definido em ontologias. Desse modo, o trabalho em questão propõe uma nova abordagem a fim de simular o papel dos biólogos na classificação de famílias de Angiospermas a partir de uma imagem e seu conteúdo. Para tanto, foi desenvolvida uma ontologia de estruturas e propriedades de plantas com flor e fruto, de modo a conceitualizar e relacionar tais atributos visando a classificação de famílias de Angiospermas. Para análise das características visuais foram utilizados métodos de extração de características de baixo-nível das imagens. Com relação ao aprendizado não supervisionado foi utilizado o algoritmo RL-Sim a fim de melhorar a eficácia da recuperação das imagens. A abordagem combina técnicas CBIR com ontologias ao utilizar um grafo bipartido e um grafo discriminativo de atributos. O grafo discriminativo de atributos permite a análise semântica utilizada para selecionar o atributo que melhor classifica a planta da imagem de busca. Os atributos selecionados são utilizados para formular uma interação com um usuário, de modo a melhorar a eficácia da recuperação e diminuir os esforços necessários na identificação da planta. O método proposto foi avaliado nos conjuntos de dados públicos Oxford Flowers 17 e 102 Classes, de modo que os resultados demonstram alta eficácia para ambos os conjuntos de dados quando comparados com outras abordagens. / A large amount of images is currently generated in many domains, thus requiring specialized knowledge on the identification and analysis. From one standpoint, many advances have been accomplished in the development of image retrieval techniques based on visual image properties. However, the semantic gap between low-level features and high level concepts still represents a challenge scenario. One another standpoint, knowledge has also been structured in many fields by ontologies. A promising solution for bridging the semantic gap consists in combining the information from low-level features with semantic knowledge. This work proposes a new approach denominated Semantic Interactive Image Retrieval (SIIR) which combines Content Based Image Retrieval (CBIR) and unsupervised learning with ontology techniques. We present a novel approach aiming to simulate the biologists role in the classification of Angiosperm families from image sources and their content. In order to achieve this goal, we developed a domain ontology from plant properties and structures, hence relating features from the Angiosperm families. In regard to Unsupervised Learning, we used the RL-Sim algorithm to improve image classification. The proposed approach combines CBIR techniques with ontologies using a bipartite graph and a discriminative attribute graph. Such graph structures allow a semantic analysis used for the selection of the attribute that best classify the plant. The selected attributes are used for formulating the user interactions, improving the effectiveness and reducing the user efforts required. The proposed method was evaluated on the popular Oxford Flowers 17 and 102 Classes datasets, yielding very high effectiveness results in both datasets when compared to other approaches.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.