Entender como as interações ecológicas moldaram a dinâmica evolutiva dos caracteres das espécies continua sendo um desafio em ecologia evolutiva. Combinando modelos de evolução de caracteres e filogenias, nós analisamos a evolução de caracteres associadas à dispersão de sementes (tamanho e cor do fruto) e herbivoria (espinhos) em palmeiras neotropicais para inferir o papel das interações positivas e negativas entre plantas e animais na condução dos padrões evolutivos. Nós encontramos que o tamanho e a coloração dos frutos é evolutivamente correlacionada ao longo da história evolutiva das palmeiras neotropicais, suportando a interpretação adaptativa das síndromes de dispersão e destacando o papel de frugívoros em moldar caracteres de plantas. Além disso, nós encontramos uma associação positiva nas linhagens de palmeiras entre o tamanho de fruto e a presença de espinhos nas folhas e caule. Nós hipotetizamos que interações entre palmeiras e grandes mamíferos extintos podem explicar a relação entre tamanho de frutos e espinhos nas linhagens de palmeiras. Frugívoros de grande porte, como a megafauna extinta, além de consumir os frutos e dispersar sementes grandes, também podem consumir e/ou danificar outras partes da planta, favorecendo simultaneamente a evolução de grandes frutos e estruturas de defesa. Nossos resultados mostram como os padrões de caracteres atuais de um determinado clado podem ser entendidos como o resultado da interação entre interações antagonistas e mutualistas que aconteceram ao longo da história evolutiva do clado / Understanding how ecological interactions have shaped the evolutionary dynamics of species traits remains a challenge in evolutionary ecology. Combining trait evolution models and phylogenies, we analyzed the evolution of traits associated with seed dispersal (fruit size and color) and herbivory (spines) in Neotropical palms to infer the role of opposing animal-plant interactions in driving evolutionary patterns. We found that the evolution of fruit color and fruit size were associated in Neotropical palms, supporting the adaptive interpretation of seed-dispersal syndromes and highlighting the role of frugivores in shaping plant evolution. Furthermore, we reveal a positive association between fruit size and the presence of spines on palm leaves and stems. We hypothesize that interactions between palms and extinct large-bodied frugivores may explain the relationship between fruit size and spines. Large-bodied frugivores, such as extinct megafauna, besides consuming the fruits and dispersing large seeds, may also have consumed the leaves or damaged the plants, thus simultaneously favoring the evolution of large fruits and defensive structures. Our findings show how current trait patterns can be understood as the result of the interplay between antagonistic and mutualistic interactions that have happened throughout the evolutionary history of a clade

A dispersão de sementes por vertebrados é um processo ecológico muito importante para a manutenção da biodiversidade, especialmente nas regiões tropicais. Estas interações mutualistas podem ser rompidas devido à caça e a perda e fragmentação de habitats, na medida em que estas ameaças podem levar os parceiros mutualistas à extinção. No presente trabalho, buscamos entender as consequências de possíveis extinções de aves frugívoras sobre a organização de sistemas de dispersão de sementes na floresta Atlântica brasileira. Primeiro, nós caracterizamos o papel que cada uma das espécies desempenha em estruturar as redes de interação de que fazem parte. Em seguida, investigamos possíveis correlatos biológicos deste papel estrutural e vimos que as plantas com sementes pequenas e com períodos de frutificação extensos tendem a ser estruturalmente mais importantes. Por outro lado, características morfológicas (tamanho do bico e massa corpórea) e ecológicas (abundância e grau de frugivoria) não se mostraram relevantes em explicar o papel das aves nas redes de dispersão de sementes. O risco de extinção, no entanto, está associado ao papel estrutural das espécies de aves, de tal modo que aves mais ameaçadas tendem a ser mais importantes para a estrutura das redes. Estes resultados indicam que a perda de espécies ameaçadas pode ter consequências para a organização dos sistemas de dispersão de sementes de que fazem parte. Em um capítulo posterior, buscamos entender como os sistemas de dispersão de sementes responderiam a crescentes perdas de habitat. Com base em dados empíricos, estimamos uma sequência de extinções de aves decorrentes da perda de habitat na floresta Atlântica. Simulamos esta sequência de extinções em redes de dispersão de sementes provenientes de uma área protegida, avaliando os impactos de tais remoções de espécies sobre a organização das interações. Nossos resultados sugerem relativa robustez das redes de dispersão de sementes à remoção de espécies decorrente da perda de habitat. Por outro lado, a estrutura das redes parece colapsar quando a porcentagem de habitat é reduzida a menos de 30% da paisagem. É possível que um limiar de riqueza de espécies gere também um limiar na resposta da estrutura das redes à perda de habitat. Por fim, em um capítulo de perspectivas sobre os impactos da defaunação, avaliamos a importância de grandes vertebrados frugívoros como dispersores de sementes. Sugerimos que a inclusão de aspectos da história natural dos grandes frugívoros na abordagem de redes complexas pode trazer novas contribuições e permitir avanços nos estudos que investigam como esses dispersores podem influenciar a dinâmica das comunidades de plantas. Considerando o conjunto de resultados apresentados nesta tese, ilustramos como a abordagem de redes pode ser útil ao se estudar sistemas com muitos elementos, como é o caso da dispersão de sementes. Contribuímos para um melhor entendimento dos aspectos da biologia das espécies que influenciam a posição que ocupam dentro das redes de dispersão de sementes. Ademais, procuramos combinar princípios da ecologia de paisagens e análises de redes complexas para entender as consequências da perda de habitat sobre a organização de sistemas de dispersão de sementes / Seed dispersal by vertebrates is a key ecological process for biodiversity maintenance, particularly in tropical regions. These mutualistic interactions can be disrupted due to hunting and habitat loss and fragmentation, threats that may lead mutualistic partners to extinction. In the present work, we seek to understand the consequences of possible extinctions of frugivorous birds on the organization of seed dispersal systems in the Brazilian Atlantic forest. First, we described the role each species plays in structuring the interaction networks they are part of. Then, we investigated potential biological correlates of these structural roles and we found that plants with small seeds and long fruiting periods tend to be more important to network structure. On the other hand, morphological traits (bill size and body mass) and ecological traits (abundance and degree of frugivory) were not relevant to explain the role bird species play in seed dispersal networks. Extinction risk, however, is associated with the structural role of bird species, so that higher-risk species tend to me more important for network structure. Our results suggest that the loss of higher-risk bird species may affect the organization of seed dispersal systems. In a later chapter, we seek to understand how seed dispersal systems would respond to increasing habitat loss. Based on empirical data, we estimated a sequence of bird species extinctions following habitat loss in the Atlantic forest. We simulated that sequence of extinctions in seed dispersal networks from a protected area, evaluating the impacts of such species deletions on the organization of interactions. Our results point out relative robustness of seed dispersal networks to removal of species due to habitat loss. On the other hand, the structure of the networks seems to collapse when the percentage of habitat cover shrinks to less than 30% of the landscape. It is possible that a threshold in species richness creates a threshold in network structure response to habitat loss. Finally, in a chapter of perspectives on the impacts of defaunation, we evaluated the importance of large frugivorous vertebrates as seed dispersers. We suggest that the inclusion of aspects of the natural history of large frugivores in complex networks may allow new insights and advances in studies investigating how these seed dispersers can influence the dynamics of plant communities. Considering the overall results presented in this work, we illustrate how the network approach can be useful when studying systems with many components, such as seed dispersal. We contribute to a better understanding of the biological aspects that affect the position species occupy within seed dispersal networks. Furthermore, we combined principles from landscape ecology and analysis of complex networks to understand the consequences of habitat loss on the organization of seed dispersal systems

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-10-26Bitstream added on 2014-06-13T19:19:47Z : No. of bitstreams: 1 castro_er_dr_rcla.pdf: 1176380 bytes, checksum: 2458a65ca174e407c9be76f8a7548b6d (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O palmito Euterpe edulis é uma das espécies de árvores dominates na Floresta Atlântica, e seus frutos constituem uma parte importante da dieta de várias espécies de aves frugívoras. O presente estudo foi desenvolvido em três tipos de Floresta Atlântica (restinga, planície e encosta), na Ilha do Cardoso (Cananéia, São Paulo), durante três anos de observação. Os objetivos foram (1) comparar a fenologia reprodutiva do palmito nos três tipos florestais, e determinar quais os fatores ambientais que estariam influenciando os padrões encontrados; (2) estudar a oferta de frutos e consumo dos mesmos pelas aves frugívoras (em particular, duas espécies de aves Turdus flavipes e Turdus albicollis), e avaliar a relação da abundância destas aves com a oferta de frutos da comuniade arbórea e do palmito E. edulis. Nós avaliamos o consumo de frutos das aves e monitoramos a fenologia de frutificação do palmito e da comunidade arbórea nos três tipos florestais, comparando mensalmente com os dados de censo das aves, de agosto 2001 a julho 2004. Nós também estimamos no mesmo período à produção de frutos e sementes coletados no chão da floresta para o palmito e para a comunidade arbórea. A fenologia de frutificação do palmito foi anual e sazonal nos três tipos florestais, com as fases fruto imaturo e verde correlacionadas com o comprimento do dia, precipitação, e temperaturas, importantes fatores para o desenvolvimento dos frutos. A biomasa de frutos e sementes de palmito coletados no chão diferiram significativamene entre os tipos florestais, sendo maiores estas diferenças entre as florestas restinga e planície. Estas diferenças na produtividade foram relacionadas a densidade do palmito em cada área e a fertilidade de solo. Sobre a dieta das aves... / The palm Euterpe edulis is one of the most common species in Atlantic Brazilian Tropical Rainforest, and its fruits are an important part on the diet of several frugivorous birds' species. This study had been developed in three Atlantic Rainforest types (restinga, lowland and premontane), located in Cardoso Island (Cananéia, São Paulo state), during three years of study. The objectives were: (1) to compare the reproductive phenology of the palm in three forest types, determining which environmental factors could be affecting the patterns found; (2) to study the available number of fruits and the consume of them by the frugivorous birds (mainly, two birds species Turdus flavipes and Turdus albicollis), and to evaluate the abundance relation of these birds with the available number of fruits in the arboreal community and the palm E. edulis. The fruits consume of the birds had been evaluated, and the reproductive phenology of the palm as well the arboreal community in the three types of forest had been monitored. The bird's census data had been compared from August 2001 to July 2004. The palm and the arboreal community production of fruits and seeds taken on the ground of the forest had been estimated during the same period. The reproductive phenology of the palm was annual and seasonal in the three types of forest, having its unripe fruit phases co-related to the day length, precipitation, and temperatures which are important aspects to the fruit development. The palm fruit and seed biomass taken on the ground of the forest differs meaningfully within the forest types, such difference is bigger when considered the restinga and lowland forest. This productivity differences were related to the palm density in each area and the soil fertility. About the bird s diet, 600 records of feeding had been observed, and the families which got the biggest... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: O palmito Euterpe edulis é uma das espécies de árvores dominates na Floresta Atlântica, e seus frutos constituem uma parte importante da dieta de várias espécies de aves frugívoras. O presente estudo foi desenvolvido em três tipos de Floresta Atlântica (restinga, planície e encosta), na Ilha do Cardoso (Cananéia, São Paulo), durante três anos de observação. Os objetivos foram (1) comparar a fenologia reprodutiva do palmito nos três tipos florestais, e determinar quais os fatores ambientais que estariam influenciando os padrões encontrados; (2) estudar a oferta de frutos e consumo dos mesmos pelas aves frugívoras (em particular, duas espécies de aves Turdus flavipes e Turdus albicollis), e avaliar a relação da abundância destas aves com a oferta de frutos da comuniade arbórea e do palmito E. edulis. Nós avaliamos o consumo de frutos das aves e monitoramos a fenologia de frutificação do palmito e da comunidade arbórea nos três tipos florestais, comparando mensalmente com os dados de censo das aves, de agosto 2001 a julho 2004. Nós também estimamos no mesmo período à produção de frutos e sementes coletados no chão da floresta para o palmito e para a comunidade arbórea. A fenologia de frutificação do palmito foi anual e sazonal nos três tipos florestais, com as fases fruto imaturo e verde correlacionadas com o comprimento do dia, precipitação, e temperaturas, importantes fatores para o desenvolvimento dos frutos. A biomasa de frutos e sementes de palmito coletados no chão diferiram significativamene entre os tipos florestais, sendo maiores estas diferenças entre as florestas restinga e planície. Estas diferenças na produtividade foram relacionadas a densidade do palmito em cada área e a fertilidade de solo. Sobre a dieta das aves... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The palm Euterpe edulis is one of the most common species in Atlantic Brazilian Tropical Rainforest, and its fruits are an important part on the diet of several frugivorous birds' species. This study had been developed in three Atlantic Rainforest types (restinga, lowland and premontane), located in Cardoso Island (Cananéia, São Paulo state), during three years of study. The objectives were: (1) to compare the reproductive phenology of the palm in three forest types, determining which environmental factors could be affecting the patterns found; (2) to study the available number of fruits and the consume of them by the frugivorous birds (mainly, two birds species Turdus flavipes and Turdus albicollis), and to evaluate the abundance relation of these birds with the available number of fruits in the arboreal community and the palm E. edulis. The fruits consume of the birds had been evaluated, and the reproductive phenology of the palm as well the arboreal community in the three types of forest had been monitored. The bird's census data had been compared from August 2001 to July 2004. The palm and the arboreal community production of fruits and seeds taken on the ground of the forest had been estimated during the same period. The reproductive phenology of the palm was annual and seasonal in the three types of forest, having its unripe fruit phases co-related to the day length, precipitation, and temperatures which are important aspects to the fruit development. The palm fruit and seed biomass taken on the ground of the forest differs meaningfully within the forest types, such difference is bigger when considered the restinga and lowland forest. This productivity differences were related to the palm density in each area and the soil fertility. About the bird’s diet, 600 records of feeding had been observed, and the families which got the biggest... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Mauro Galetti / Coorientador: Leonor Patrícia Cerdeira Morellato / Banca: Sandra Bos Mikich / Banca: Adelar Mantovani / Banca: Mercival Roberto Francisco / Banca: Valesca Bononi Ziparro / Doutor

Several species of North American migratory songbirds reportedly experience seasonal diet shifts involving a shift from an insect diet during the breeding season to one incorporating fruits during migration and non-breeding periods but the extent to which dietary plasticity occurs in migratory songbirds is poorly quantified. Thus, I used stable carbon (ä13C) and nitrogen (ä15N) isotope analyses to evaluate the timing and extent of frugivory throughout the annual life cycle of 16 species of migratory songbirds, representing wide ranges in body size and reported diets. Birds were sampled during spring and fall migration at the Delta Marsh Bird Observatory in 2003. To investigate dietary patterns, I sampled multiple tissues (muscle, liver, whole blood, claws, bone collagen, feathers) as these represent different periods of diet integration due to varying elemental turnover rates.<p>Assuming that relatively low ä15N values represent a fruit diet and relatively high ä15N values represent an insect diet, I expected tissues representing fall migration (liver, blood, and muscle from fall-captured birds) and winter (greater coverts and claws from spring-captured birds) to have lower ä15N values than tissues representing spring migration (liver, blood, and muscle from spring-captured birds) and summer (tail feathers and claws from fall-captured birds) when fruits are presumed to be less common in songbird diets. Based on blood and claw ä15N values, there was no isotopic segregation of species I classified a priori as insectivores or omnivores. For most species, tissue ä15N values showed either no seasonal change or a shift opposite to my prediction (e.g., ä15N values higher in fall birds compared to spring birds). Boreal fruit ä15N values were lower than those for insects; however, ä15N values of agricultural fruits overlapped both boreal fruit and insect values suggesting that food web baselines did not conform to a simple (single) linear trophic-enrichment model. In Yellow-rumped Warblers (Dendroica coronata), within-tissue seasonal comparisons for liver, muscle and blood indicated a fruit diet during fall and winter and an insect diet during spring and summer; claws and feathers of birds captured in spring (representing winter diet) had unexpectedly high ä15N values. Diet-tissue isotopic discrimination factors associated with both a fruit diet and insect diet were taken from the literature and used to correct stable isotope values of tissues to putative diet because, currently, little is known about the nature of factors influencing discrimination factors to be used in simple linear dietary mixing models. There were differences in tissue ä13C and ä15N values depending on which discrimination factor was used. Based on mixing model results for tissue ä15N values, a higher proportion of insects vs. fruits was detected in the diet of Yellow-rumped Warblers for all tissues except muscle and claws. <p>My interpretations are contingent on the fact that the available natural history information, on which guild classifications were based, was correct and that elemental turnover rates and discrimination factors used were accurate. However, much uncertainty remains about the appropriate diet-tissue isotopic discrimination factors corresponding to fruit and insect diets. Due to extensive natural variability of stable nitrogen isotope values in food sources, possible anthropogenic influences and a lack of knowledge of the metabolic processes that can potentially affect stable isotope values, I caution against using stable isotope analysis alone to track frugivory in temperate North American migratory songbirds. Future research should focus on captive studies aimed at determining and validating discrimination factors of various tissues, particularly claws and feathers, for birds feeding on varying proportions of fruits and insects. Additionally, more information on the dietary habits of these migratory songbirds is needed, as previous estimates of insectivory and frugivory in songbirds may not be accurate.

Several species of North American migratory songbirds reportedly experience seasonal diet shifts involving a shift from an insect diet during the breeding season to one incorporating fruits during migration and non-breeding periods but the extent to which dietary plasticity occurs in migratory songbirds is poorly quantified. Thus, I used stable carbon (ä13C) and nitrogen (ä15N) isotope analyses to evaluate the timing and extent of frugivory throughout the annual life cycle of 16 species of migratory songbirds, representing wide ranges in body size and reported diets. Birds were sampled during spring and fall migration at the Delta Marsh Bird Observatory in 2003. To investigate dietary patterns, I sampled multiple tissues (muscle, liver, whole blood, claws, bone collagen, feathers) as these represent different periods of diet integration due to varying elemental turnover rates.<p>Assuming that relatively low ä15N values represent a fruit diet and relatively high ä15N values represent an insect diet, I expected tissues representing fall migration (liver, blood, and muscle from fall-captured birds) and winter (greater coverts and claws from spring-captured birds) to have lower ä15N values than tissues representing spring migration (liver, blood, and muscle from spring-captured birds) and summer (tail feathers and claws from fall-captured birds) when fruits are presumed to be less common in songbird diets. Based on blood and claw ä15N values, there was no isotopic segregation of species I classified a priori as insectivores or omnivores. For most species, tissue ä15N values showed either no seasonal change or a shift opposite to my prediction (e.g., ä15N values higher in fall birds compared to spring birds). Boreal fruit ä15N values were lower than those for insects; however, ä15N values of agricultural fruits overlapped both boreal fruit and insect values suggesting that food web baselines did not conform to a simple (single) linear trophic-enrichment model. In Yellow-rumped Warblers (Dendroica coronata), within-tissue seasonal comparisons for liver, muscle and blood indicated a fruit diet during fall and winter and an insect diet during spring and summer; claws and feathers of birds captured in spring (representing winter diet) had unexpectedly high ä15N values. Diet-tissue isotopic discrimination factors associated with both a fruit diet and insect diet were taken from the literature and used to correct stable isotope values of tissues to putative diet because, currently, little is known about the nature of factors influencing discrimination factors to be used in simple linear dietary mixing models. There were differences in tissue ä13C and ä15N values depending on which discrimination factor was used. Based on mixing model results for tissue ä15N values, a higher proportion of insects vs. fruits was detected in the diet of Yellow-rumped Warblers for all tissues except muscle and claws. <p>My interpretations are contingent on the fact that the available natural history information, on which guild classifications were based, was correct and that elemental turnover rates and discrimination factors used were accurate. However, much uncertainty remains about the appropriate diet-tissue isotopic discrimination factors corresponding to fruit and insect diets. Due to extensive natural variability of stable nitrogen isotope values in food sources, possible anthropogenic influences and a lack of knowledge of the metabolic processes that can potentially affect stable isotope values, I caution against using stable isotope analysis alone to track frugivory in temperate North American migratory songbirds. Future research should focus on captive studies aimed at determining and validating discrimination factors of various tissues, particularly claws and feathers, for birds feeding on varying proportions of fruits and insects. Additionally, more information on the dietary habits of these migratory songbirds is needed, as previous estimates of insectivory and frugivory in songbirds may not be accurate.

Thesis (Ph. D.)--Miami University, Dept. of Botany, 2004. / Title from second page of PDF document. Includes bibliographical references (p.70-79).

Resumo: Em florestas tropicais, ainda são incipientes os estudos que tratam da influência dos bambus na dinâmica da vegetação. Pela grande capacidade de se expandir rapidamente no ambiente seja por crescimento vegetativo ou por produção massiva de sementes, os bambus promovem alterações significativas na estrutura das comunidades vegetais. Desta forma, esse estudo teve como objetivo avaliar o ciclo de vida das plantas em ambientes com (B) e sem bambus (SB) em uma área de floresta Atlântica densamente ocupada pelo bambu nativo Guadua tagoara. Os objetivos específicos deste estudo foram separados em capítulos. Para o capítulo 1, conhecer a composição de aves associadas aos ambientes com e sem bambus, identificar as aves que compõem a guilda de dispersores de sementes de Euterpe edulis, Sloanea guianensis e Virola bicuhyba e avaliar o potencial de dispersão das aves registradas em censos. Para o capítulo 2, avaliar o padrão espacial dos estágios iniciais da regeneração da comunidade de plantas nos ambientes B e SB. Finalmente para o capítulo 3, quantificar as perdas de propágulos e as probabilidades de transição entre cada etapa demográfica das três espécies de plantas selecionadas, e identificar os gargalos demográficos do recrutamento que podem colapsar a regeneração natural das três espécies de plantas nos ambientes B e SB. Verificamos que nos ambientes B foi registrado maior número de espécies de aves do que em ambientes SB. A maioria das aves registradas em censos nos dois ambientes foi insetívora, seguida por espécies frugívoras. A efetividade da dispersão de Euterpe, Sloanea e Virola, esteve restrita a um pequeno grupo de dispersores efetivos. As aves que mais contribuíram para a dispersão de Virola ocorreram mais freqüentemente em B. Este padrão foi similar para Sloanea, enquanto Euterpe apresentou um padrão misto, com algumas espécies de aves... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Studies about the bamboo influence in the plant dynamic process are still incipient. Given that bamboos are able to quickly expand in environment by either vegetative growth or massive seed production, bamboos promote significant changes in plant community structure. Thus, this work aimed at assessing the plant life cycles in bamboo (B) and non bamboo stands (NB) in an Atlantic forest area where the native bamboo Guadua tagoara occurs at high densities. The specific goals of this study were showed in chapters. For chapter 1, to know bird species associated with bamboo and non bamboo stands, identify the birds which belong to seed dispersers guild of Euterpe edulis, Sloanea guianensis and Virola bicuhyba and evaluate dispersal effectiveness and potential contribution to seed dispersal for the three plant species. For chapter 2, assess the spatial pattern of early regeneration stages of plant communities in B and NB stands. Finally, for chapter 3, quantify propagule losses as well as the probabilities of transition between each stage for all three plant species, and identify the demographic bottlenecks in recruitment that could collapse natural regeneration of the three plant species in B and NB stands. We verified that a higher number of bird species was registered in B stands than in NB. Most of registered birds in both B and NB stands were insectivorous followed by frugivorous species. The dispersal effectiveness of Euterpe, Sloanea and Virola depended on a restricted subset of effective bird dispersers. Birds which mostly contributed to the seed dispersal of Virola occurred more frequently in B. This pattern was similar for Sloanea while Euterpe exhibited a mixed pattern with some bird species contributing to the dispersal in the B stands and other species contributing in NB stands. We conclude that a substantial number of frugivorous bird species can favor borders of bamboo patches... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marco Aurélio Pizo Ferreira / Coorientador: Pedro Diego Jordano Barbudo / Banca: Luciana Spinelli Araujo / Banca: Mauro Galetti Rodrigues / Banca: Leonor Patrícia Cerdeira Morellato / Banca: Eliana Cazetta / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-11-21Bitstream added on 2014-06-13T19:49:34Z : No. of bitstreams: 1 guerra_tja_me_rcla.pdf: 836270 bytes, checksum: 2402cb0eed7929d47514213313a9e1f5 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A investigação das interações entre plantas e seus agentes dispersores têm implicações para a compreensão da diversidade biológica e sua conservação, e é um importante tema da ecologia evolutiva. Este estudo teve como objetivo investigar os componentes quantitativos e qualitativos na dispersão de sementes de Struthanthus flexicaulis (Loranthaceae), uma erva-de-passarinho dióica, hemiparasita generalista e de ampla distribuição no cerrado do Brasil central. O estudo foi realizado entre janeiro de 2004 e abril de 2005 em um afloramento rochoso na Serra do Cipó, Minas Gerais. Foram realizadas observações sobre a fenologia dos indivíduos femininos, observações focais para a avaliação dos parâmetros comportamentais dos dispersores, censos para avaliação da abundância relativa, sazonalidade e parâmetros comportamentais dos dispersores, observação direta e amostragem por procura ativa para avaliar a deposição das sementes de S. flexicaulis. Observou-se uma variação individual em S. flexicaulis com relação à duração do período e quantidade de produção de flores e frutos. A população estudada, no entanto, apresentou reprodução contínua ao longo do ano, porém de baixa intensidade na maioria dos indivíduos. Struthanthus flexicaulis teve seus frutos consumidos por um número bastante restrito de frugívoros: Elaenia cristata e Elaenia obscura (Tyrannidae), Mimus saturninus (Mimidae) e Schistochlamys ruficapillus (Thraupidae). No entanto, E. cristata foi o visitante mais freqüente e abundante ao longo do ano, responsável por mais de 96% das sementes dispersadas. Na área de estudo E. cristata apresentou uma dieta predominantemente frugívora, complementada pelo consumo de artrópodes... . / Quantity and quality components of seed dispersal in Struthanthus flexicaulis (Loranthaceae) in a rupestrian field in southeastern Brazil. The investigation of interactions between plants and their seed dispersers has implications for the understanding of the biological diversity, its conservation and is an important issue in evolutionary ecology. The goal of this study is to investigate the components of quality and quantity in the seed dispersal of Struthanthus flexicaulis (Loranthaceae), a generalist dioceous mistletoe with wide distribution in central Brazil. The study was conducted between January 2004 and April 2005 in a rocky outcrop in Serra do Cipó, Minas Gerais, southeastern Brazil. I conducted observations on female plant reproductive phenology, focal observations on fruiting plants to record behavioral parameters of seed dispersers, censuses to record the relative abundance, seasonality and behavioral parameters of seed dispersers, a direct observations and search on random established plots to evaluate seed deposition. Individual variation in the duration and quantity of flower and fruit production was detected. At the population level, reproduction was continuous, but in low intensity for most of the individuals. The fruits of S. flexicaulis were consumed by a small set of avian frugivores: Elaenia cristata and Elaenia obscura (Tyrannidae), Mimus saturninus (Mimidae) and Schistochlamys ruficapillus (Thraupidae), but E. cristata was the most frequent and abundant visitor throughout the year, responsible for more than 96% of the dispersed seeds. In the study site this bird was highly frugivorous, but also consuming a small proportion of arthropods... (Complete abstract, click electronic address below).

A dispersão de sementes por vertebrados é um processo ecológico muito importante para a manutenção da biodiversidade, especialmente nas regiões tropicais. Estas interações mutualistas podem ser rompidas devido à caça e a perda e fragmentação de habitats, na medida em que estas ameaças podem levar os parceiros mutualistas à extinção. No presente trabalho, buscamos entender as consequências de possíveis extinções de aves frugívoras sobre a organização de sistemas de dispersão de sementes na floresta Atlântica brasileira. Primeiro, nós caracterizamos o papel que cada uma das espécies desempenha em estruturar as redes de interação de que fazem parte. Em seguida, investigamos possíveis correlatos biológicos deste papel estrutural e vimos que as plantas com sementes pequenas e com períodos de frutificação extensos tendem a ser estruturalmente mais importantes. Por outro lado, características morfológicas (tamanho do bico e massa corpórea) e ecológicas (abundância e grau de frugivoria) não se mostraram relevantes em explicar o papel das aves nas redes de dispersão de sementes. O risco de extinção, no entanto, está associado ao papel estrutural das espécies de aves, de tal modo que aves mais ameaçadas tendem a ser mais importantes para a estrutura das redes. Estes resultados indicam que a perda de espécies ameaçadas pode ter consequências para a organização dos sistemas de dispersão de sementes de que fazem parte. Em um capítulo posterior, buscamos entender como os sistemas de dispersão de sementes responderiam a crescentes perdas de habitat. Com base em dados empíricos, estimamos uma sequência de extinções de aves decorrentes da perda de habitat na floresta Atlântica. Simulamos esta sequência de extinções em redes de dispersão de sementes provenientes de uma área protegida, avaliando os impactos de tais remoções de espécies sobre a organização das interações. Nossos resultados sugerem relativa robustez das redes de dispersão de sementes à remoção de espécies decorrente da perda de habitat. Por outro lado, a estrutura das redes parece colapsar quando a porcentagem de habitat é reduzida a menos de 30% da paisagem. É possível que um limiar de riqueza de espécies gere também um limiar na resposta da estrutura das redes à perda de habitat. Por fim, em um capítulo de perspectivas sobre os impactos da defaunação, avaliamos a importância de grandes vertebrados frugívoros como dispersores de sementes. Sugerimos que a inclusão de aspectos da história natural dos grandes frugívoros na abordagem de redes complexas pode trazer novas contribuições e permitir avanços nos estudos que investigam como esses dispersores podem influenciar a dinâmica das comunidades de plantas. Considerando o conjunto de resultados apresentados nesta tese, ilustramos como a abordagem de redes pode ser útil ao se estudar sistemas com muitos elementos, como é o caso da dispersão de sementes. Contribuímos para um melhor entendimento dos aspectos da biologia das espécies que influenciam a posição que ocupam dentro das redes de dispersão de sementes. Ademais, procuramos combinar princípios da ecologia de paisagens e análises de redes complexas para entender as consequências da perda de habitat sobre a organização de sistemas de dispersão de sementes / Seed dispersal by vertebrates is a key ecological process for biodiversity maintenance, particularly in tropical regions. These mutualistic interactions can be disrupted due to hunting and habitat loss and fragmentation, threats that may lead mutualistic partners to extinction. In the present work, we seek to understand the consequences of possible extinctions of frugivorous birds on the organization of seed dispersal systems in the Brazilian Atlantic forest. First, we described the role each species plays in structuring the interaction networks they are part of. Then, we investigated potential biological correlates of these structural roles and we found that plants with small seeds and long fruiting periods tend to be more important to network structure. On the other hand, morphological traits (bill size and body mass) and ecological traits (abundance and degree of frugivory) were not relevant to explain the role bird species play in seed dispersal networks. Extinction risk, however, is associated with the structural role of bird species, so that higher-risk species tend to me more important for network structure. Our results suggest that the loss of higher-risk bird species may affect the organization of seed dispersal systems. In a later chapter, we seek to understand how seed dispersal systems would respond to increasing habitat loss. Based on empirical data, we estimated a sequence of bird species extinctions following habitat loss in the Atlantic forest. We simulated that sequence of extinctions in seed dispersal networks from a protected area, evaluating the impacts of such species deletions on the organization of interactions. Our results point out relative robustness of seed dispersal networks to removal of species due to habitat loss. On the other hand, the structure of the networks seems to collapse when the percentage of habitat cover shrinks to less than 30% of the landscape. It is possible that a threshold in species richness creates a threshold in network structure response to habitat loss. Finally, in a chapter of perspectives on the impacts of defaunation, we evaluated the importance of large frugivorous vertebrates as seed dispersers. We suggest that the inclusion of aspects of the natural history of large frugivores in complex networks may allow new insights and advances in studies investigating how these seed dispersers can influence the dynamics of plant communities. Considering the overall results presented in this work, we illustrate how the network approach can be useful when studying systems with many components, such as seed dispersal. We contribute to a better understanding of the biological aspects that affect the position species occupy within seed dispersal networks. Furthermore, we combined principles from landscape ecology and analysis of complex networks to understand the consequences of habitat loss on the organization of seed dispersal systems