Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estado de Santa Catarina possuía sua área inteiramente coberta por Mata Atlântica, um dos biomas mais ameaçados mundialmente. Mesmo com o crescente aumento de informações sobre os anfíbios no estado, ainda existe muitas lacunas de informações para este grupo e o desconhecimento é alto mesmo no interior das Unidades de Conservação. O Parque Estadual da Serra do Tabuleiro é a maior unidade de conservação de proteção integral de Santa Catarina e ainda assim possui inúmeras ameaças e pressões antrópicas. Os objetivos deste estudo foram estudar os anfíbios anuros em duas fitofisionomias, restinga e floresta ombrófila densa submontana, do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, verificar as diferenças dos parâmetros da comunidade entre três mesohábitats na restinga, compreender em que extensão algumas variáveis estruturais do hábitat afetam a riqueza e abundância dos anuros na restinga e na floresta ombrófila densa submontana, conhecer os anuros de folhiço na área de floresta e, adicionalmente, verificar o atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo. Os anuros no parque foram amostrados por meio dos métodos de procura ativa em transecções, armadilhas de queda com cerca guia e parcelas no chão da floresta durante três anos consecutivos com amostragens trimestrais, de julho de 2007 a abril de 2010. As variáves estruturais foram medidas nos locais amostrados enquanto que os dados climáticos foram obtidos da estação meteorológica mais próxima da área de estudo. A revisão sobre os anuros de folhiço no mundo foi realizada por uma busca na base de dados ISI Web if Science entre os anos de 1945 e 2008. Foram registradas 39 espécies de anuros no Parque, sendo 15 espécies para a restinga, 31 espécies na floresta. No folhiço do chão da floresta, a comunidade foi composta por 13 espécies de anuros. No total, 66% dos anuros registrados aqui, foram endêmicos da Mata Atlântica, 17% possuíram distribuição restrita à Santa Catarina e quatro espécies foram consideradas como vulneráveis na lista de espécies ameaçadas de extinção de Santa Catarina. Na restinga, a área aberta e a mata de restinga foram as mais dissimilares com relação à composição e abundância de anuros e também para as variáveis estruturais do hábitat. Na floresta ombrófila densa, a cobertura de dossel e o número de corpos dágua foram as variáveis mais importantes para a riqueza e abundância das espécies de anuros. Também para os anuros de folhiço do parque, a cobertura de dossel foi importante, conjuntamente com a umidade do ar e a profundidade de folhiço. O atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo se concentra nas regiões tropicais, sendo que o Brasil possui o maior número de estudos. Algumas tendências para as comunidades de anuros de folhiço puderam ser identificadas, mas estudos adicionais são necessários para que mais inferências possam ser feitas. O presente estudo contribuiu para preencher parte das lacunas de conhecimento existentes para a biodiversidade dos anuros do estado de Santa Catarina e em especial para o Parque Estadual da Serra do Tabuleiro. / The state of Santa Catarina was previously entirely covered by Atlantic Forest, one of the global hotsposts. Even with increasing information on amphibians in the state, there is a wide gap of knowledge on this group even in protected areas. Serra do Tabuleiro State Park is the largest strict use conservation unit of Santa Catarina state, but it has severous anthropogenic threats and pressures. The aims this study were to know anurans community in two vegetations types, restinga and rainforest, at Serra do Tabuleiro State Park, to examine the differences in community parameters between three restinga mesohabitats, to understand to extent some structural environmental variables affect richness and abundance of frogs at restinga and rainforest, to inventory the leaf-litter frogs in rainforest, and, to review the current knowledge about leaf-litter frogs in the world. Anurans in the park were sampled using active search in transects, pittfall traps and large plots on forest floor, during three consecutive years, sampled once every three months from july 2007 to April 2010. Structural variables were measured at sampling sites while climatic data were obtained from nearest meteorological station of study area. A review of leaf-litter frogs in the world was performed by searching the database ISI Web of Science between 1945 and 2008. We recorded 39 species of frogs at Serra do Tabuleiro State Park, including 15 species in restinga area, 31 species in rainforest and the community of leaf-litter frogs was composed of 13 species. In total, 66% of frogs recorded in the park here were endemic to Atlantic forest, 17% owned distribution restricted to Santa Catarina state and four species were considered vulnerable in the list of endangered species of Santa Catarina State. At restinga, open area and restinga forest were most dissimilar in frogs species composition and habitat variables. At the rainforest, canopy cover and number of water bodies were the most important variables related to richness and abundance of frogs. The leaf-litter frogs community in the park, canopy cover, humidity and litter depth were important variables to explain frogs richness and abundance. Current knowledge of leaf-litter frogs in the world is concentrated in tropical regions, while Brazil has the largest number of studies. Some trends for leaf-litter frogs communities could be identified, but futher studies are needed to allow more inference. This study filled some knowledge gaps on biodiversity of frogs in the State of Santa Catarina and particularly in Serra do Tabuleiro State Park.

Les cours d’eau de tête de bassin versant, malgré leurs tailles réduites, jouent des rôles importants pour le fonctionnement des milieux situés en aval, et rendent de nombreux services écologiques. Depuis l’émergence du River Continuum Concept, le fonctionnement de ces cours d’eau est considéré comme reposant principalement sur les apports allochtones de matière organique détritique par opposition aux écosystèmes aval de plus grande taille dans lesquels la production primaire autochtone est considérée comme prépondérante. Bien que les détritus soient, par définition, des ressources de moindre qualité pour leurs consommateurs que les végétaux vivants, le rôle des facteurs qui limitent la production biologique et les processus fonctionnels dans ces écosystèmes détritiques reste encore peu exploré. Par exemple la carence en éléments minéraux essentiels (notamment en azote et en phosphore) dans les détritus peut limiter le développement des organismes vivants dans les cours d’eau. De ce fait, la disponibilité en éléments minéraux dans la colonne d’eau, en stimulant la croissance, l’activité des décomposeurs et la qualité élémentaire des ressources par le processus d’immobilisation microbienne, pourrait contrôler pour partie les processus écologiques en jeu dans ces écosystèmes. En étudiant in situ la réponse des communautés microbiennes aux nutriments le long d’un gradient d’occupation des sols, nos travaux ont mis en évidence un effet positif des éléments dissous (N et P) sur la décomposition des litières et les activités enzymatiques des décomposeurs, et ce même pour les niveaux en nutriments les plus élevés du gradient, pour lesquels des effets inverses étaient attendus. Indépendamment, dans des cours d’eau anciennement soumis à de forts dépôts acidifiants, nous avons pu observer une récupération du processus de décomposition des litières. Néanmoins, cette restauration s’accompagnant d’un appauvrissement marqué en N, des perturbations du fonctionnement de ces cours d’eau pourrait se manifester à terme. Le rôle de la production primaire dans les cours d’eau de tête de bassin versant a ensuite été questionné. En effet, bien qu’étant mineur quantitativement, l’apport de carbone de forte qualité pourrait jouer un rôle non négligeable sur le fonctionnement des cours d’eau de tête de bassin versant. En particulier, l’importance et le rôle des apports en acides gras polyinsaturés (AGPI) via les biofilms phototrophes ont été questionnés. En se basant sur un suivi de terrain sur 15 cours d’eau des Vosges le long d’un gradient d’acidification, nos recherches ont tout d’abord pu mettre en évidence la présence de biofilms diatomiques riches en AGPI, malgré le caractère très forestier de ces cours d’eau. Dans un second temps, une expérience en conditions contrôlées a permis d’observer le rôle positif des apports, mêmes faibles, de ressources diatomiques sur la croissance et la survie du crustacé amphipode Gammarus fossarum. Sans cet apport, ces organismes se sont avérés incapables de maintenir leurs niveaux internes d’AGPI, suggérant qu’une consommation de producteurs primaires autochtones était indispensable à ces organismes détritivores. Nos résultats ont ainsi pu mettre en évidence les rôles fondamentaux que peuvent jouer la disponibilité en éléments dissous (N et P) et la qualité du carbone dans les ressources sur la production biologique et sur le processus de décomposition des litières dans les cours d’eau de tête de bassin versant. Ces résultats appellent désormais à investiguer plus profondément les interactions entre ces deux facteurs limitants, et à comprendre dans quels contextes l’un des facteurs pourrait suppléer l’autre. En particulier, il sera intéressant de rechercher comment diverses perturbations anthropiques (xénobiotiques, réchauffement climatique etc…) pourraient affecter l’intensité ou la nature de ces limitations / Despite their reduced sizes, headwater streams play important roles in the functioning of downstream ecosystems and provide numerous ecological services. Since the River Continuum Concept, the functioning of these streams has been considered as mainly relying on allochthonous supplies of detrital organic matter for their functioning, in contrast with downstream ecosystems of larger size where primary production is considered to be predominant. Despite that detritus represent, by definition, a resource of lower quality for its consumers than living plants, the nature of the factors limiting the biological production and functional processes in these detrital ecosystems remains sparsely explored. First, the lack of essential elements (in particular nitrogen and phosphorus) in detritus could be a major constraint for the development of living organisms in streams. As a result, the availability of mineral elements in the water column, by stimulating the growth and activity of decomposers, but also by increasing the elemental quality of resources through microbial immobilization, could control ecological processes in a higher extent than previously believed in these ecosystems. By studying in situ, the response of microorganisms to nutrients availability along a land-use gradient, our results have shown a positive effect of the dissolved elements (N and P) on the decomposition of leaf litters and the enzymatic activities of the decomposers, even for the highest nutrient levels of the gradient, for which adverse effects were expected. Independently, in streams formerly subjected to acidification, we observed a recovery of the process of leaf litter decomposition. Nevertheless, this recovery was accompanied by a marked N reduction in the ecosystem, huge changes in stream functioning might be expected in the medium to long term. The role of autochthonous primary production was then questioned. Indeed, while being quantitatively minor, this contribution of high quality carbon may play a significant role in the functioning of headwater streams. In particular, the importance and role of polyunsaturated fatty acid (PUFA) intakes via phototrophic biofilms was questioned. Based on a field survey of 15 rivers in the Vosges Mountains along an acidification gradient, our results first showed the presence of diatomic biofilms rich in PUFA, despite these streams are clearly in a forested context. In a second step, an experimentation carried out under controlled conditions permitted to observe the positive role of diatomic resources, even in low concentrations, on the growth and survival of the crustacean amphipod Gammarus fossarum. Without this input, these organisms were unable to maintain their internal levels of PUFAs, suggesting that the consumption of autochthonous primary producers might be essential for these detritivore organisms. All our results permit to highlight the fundamental roles that can be played by the availability of dissolved elements (N and P) and the carbon quality of the resources on the biological production and on leaf litter decomposition in headwater streams. These results stress the need for more profound investigation of the interactions between these two limiting factors, and for understanding in which contexts one factor could supplement the other. In particular, it will be interesting to investigate to what extent various anthropogenic disturbances (xenobiotics, global warming, etc...) could affect the intensity or the nature of these limitations

In a recent contribution in Nature (vol. 442, pp. 555-558) Austin & Vivanco showed that sunlight is the dominant factor for decomposition of grass litter in a semi-arid grassland in Argentine. The quantification of this effect was portrayed as a novel finding. I put this result in the context of three other publications from as early as 1980 that quantified photodegradation. My synopsis shows that photodegradation is an important process in semi-arid grasslands in South America, North America and eastern Europe.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de miniaturização em anuros pode ter implicações ecológicas como, por exemplo, a redução no tamanho da ninhada produzida pelas fêmeas, o aumento do tamanho relativo dos ovos e o desenvolvimento direto. O consequente reduzido tamanho da boca tende também a constituir um fator limitante no consumo de presas por estes pequenos anuros, tornando acessível ao consumo apenas uma gama restrita de presas diminutas. Assim, estudamos parâmetros da ecologia de uma população do anuro Brachycephalus didactylus, em uma área de Mata Atlântica no sul do Espírito Santo, objetivando ampliar o conhecimento sobre tais parâmetros que compreenderam o dimorfismo sexual, algumas características da reprodução, a dieta e a relação com a disponibilidade de atrópodos no folhiço e uso do microhabitat. A amostragem dos dados ocorreu durante um ano, nas estações seca e chuvosa. Brachycephalus didactylus possuiu dimorfismo sexual, com fêmeas sendo maiores do que os machos. O maior tamanho atingido pelas fêmeas provavelmente resulta da seleção intrassexual atuando nas fêmeas para favorecer um maior investimento na massa dos ovos, já que a espécie possui um tamanho de ninhada consideravelmente reduzido (um a dois ovos). A dieta de B. didactylus foi composta por um espectro relativamente amplo de presas (17 itens), tendo elevadas proporções de pequenas presas como Acari e Collembola. O consumo de Formicidae (formigas) foi evitado por B. didactylus, apesar de essa presa ser a mais abundante no folhiço, o que categorizou o anuro como um "especialista em não comer formigas" ("non-ant specialist", sensu Toft 1980a). O reduzido tamanho da boca nas fêmeas de B. didactylus limitou o tamanho máximo de presas passíveis de serem ingeridas pelo anuro e restringindo-o ao consumo de presas pequenas, com maiores indivíduos consumindo um número maior de presas. Por fim, B. didactylus apresentou uma utilização essencialmente horizontal do hábitat, sendo mais frequentemente encontrado sobre o folhiço no chão da mata. / The miniaturization process in anurans may have ecological implications as the clutch size reduction, increasing eggs relative sizes and direct development. The resulting reduced mouth size also tends to be a limiting factor in the prey consumption by these smaller frogs, making available only a restricted range of tiny prey. Thus, we studied some ecological parameters as the sexual dimorphism, some reproductive characters, the diet and its relationship with invertebrates availability and micro-habitat use, of a Brachycephalus didactylus anuran population in an Atlantic Rainforest area in southern state of Espírito Santo. This parameters were studied aiming to increase knowledge on these species. The data sampling occurred in 2011, in the dry and rainy seasons. Brachycephalus didactylus had sexual dimorphism, with females being larger than male ones. The larger size of females probably results from intra-sexual selection, to allow greater investment in egg mass, since the species has a considerably small clutch size (two to three eggs).The diet of B. didactylus was composed by a relatively broad spectrum of prey (17 items), with high proportions of small prey such as Acari and Collembola. The consumption of Formicidae (ants) was avoided by B. didactylus, despite this being the most abundant prey in the leaf litter. The small mouth size of the B. didactylus females limited them to the consumption of small prey, with larger individuals consuming a greater number of preys. Finally, B. didactylus presented an essentially horizontal habitat use, and is more often found in leaf litter on the forest floor.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estado de Santa Catarina possuía sua área inteiramente coberta por Mata Atlântica, um dos biomas mais ameaçados mundialmente. Mesmo com o crescente aumento de informações sobre os anfíbios no estado, ainda existe muitas lacunas de informações para este grupo e o desconhecimento é alto mesmo no interior das Unidades de Conservação. O Parque Estadual da Serra do Tabuleiro é a maior unidade de conservação de proteção integral de Santa Catarina e ainda assim possui inúmeras ameaças e pressões antrópicas. Os objetivos deste estudo foram estudar os anfíbios anuros em duas fitofisionomias, restinga e floresta ombrófila densa submontana, do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, verificar as diferenças dos parâmetros da comunidade entre três mesohábitats na restinga, compreender em que extensão algumas variáveis estruturais do hábitat afetam a riqueza e abundância dos anuros na restinga e na floresta ombrófila densa submontana, conhecer os anuros de folhiço na área de floresta e, adicionalmente, verificar o atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo. Os anuros no parque foram amostrados por meio dos métodos de procura ativa em transecções, armadilhas de queda com cerca guia e parcelas no chão da floresta durante três anos consecutivos com amostragens trimestrais, de julho de 2007 a abril de 2010. As variáves estruturais foram medidas nos locais amostrados enquanto que os dados climáticos foram obtidos da estação meteorológica mais próxima da área de estudo. A revisão sobre os anuros de folhiço no mundo foi realizada por uma busca na base de dados ISI Web if Science entre os anos de 1945 e 2008. Foram registradas 39 espécies de anuros no Parque, sendo 15 espécies para a restinga, 31 espécies na floresta. No folhiço do chão da floresta, a comunidade foi composta por 13 espécies de anuros. No total, 66% dos anuros registrados aqui, foram endêmicos da Mata Atlântica, 17% possuíram distribuição restrita à Santa Catarina e quatro espécies foram consideradas como vulneráveis na lista de espécies ameaçadas de extinção de Santa Catarina. Na restinga, a área aberta e a mata de restinga foram as mais dissimilares com relação à composição e abundância de anuros e também para as variáveis estruturais do hábitat. Na floresta ombrófila densa, a cobertura de dossel e o número de corpos dágua foram as variáveis mais importantes para a riqueza e abundância das espécies de anuros. Também para os anuros de folhiço do parque, a cobertura de dossel foi importante, conjuntamente com a umidade do ar e a profundidade de folhiço. O atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo se concentra nas regiões tropicais, sendo que o Brasil possui o maior número de estudos. Algumas tendências para as comunidades de anuros de folhiço puderam ser identificadas, mas estudos adicionais são necessários para que mais inferências possam ser feitas. O presente estudo contribuiu para preencher parte das lacunas de conhecimento existentes para a biodiversidade dos anuros do estado de Santa Catarina e em especial para o Parque Estadual da Serra do Tabuleiro. / The state of Santa Catarina was previously entirely covered by Atlantic Forest, one of the global hotsposts. Even with increasing information on amphibians in the state, there is a wide gap of knowledge on this group even in protected areas. Serra do Tabuleiro State Park is the largest strict use conservation unit of Santa Catarina state, but it has severous anthropogenic threats and pressures. The aims this study were to know anurans community in two vegetations types, restinga and rainforest, at Serra do Tabuleiro State Park, to examine the differences in community parameters between three restinga mesohabitats, to understand to extent some structural environmental variables affect richness and abundance of frogs at restinga and rainforest, to inventory the leaf-litter frogs in rainforest, and, to review the current knowledge about leaf-litter frogs in the world. Anurans in the park were sampled using active search in transects, pittfall traps and large plots on forest floor, during three consecutive years, sampled once every three months from july 2007 to April 2010. Structural variables were measured at sampling sites while climatic data were obtained from nearest meteorological station of study area. A review of leaf-litter frogs in the world was performed by searching the database ISI Web of Science between 1945 and 2008. We recorded 39 species of frogs at Serra do Tabuleiro State Park, including 15 species in restinga area, 31 species in rainforest and the community of leaf-litter frogs was composed of 13 species. In total, 66% of frogs recorded in the park here were endemic to Atlantic forest, 17% owned distribution restricted to Santa Catarina state and four species were considered vulnerable in the list of endangered species of Santa Catarina State. At restinga, open area and restinga forest were most dissimilar in frogs species composition and habitat variables. At the rainforest, canopy cover and number of water bodies were the most important variables related to richness and abundance of frogs. The leaf-litter frogs community in the park, canopy cover, humidity and litter depth were important variables to explain frogs richness and abundance. Current knowledge of leaf-litter frogs in the world is concentrated in tropical regions, while Brazil has the largest number of studies. Some trends for leaf-litter frogs communities could be identified, but futher studies are needed to allow more inference. This study filled some knowledge gaps on biodiversity of frogs in the State of Santa Catarina and particularly in Serra do Tabuleiro State Park.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O processo de miniaturização em anuros pode ter implicações ecológicas como, por exemplo, a redução no tamanho da ninhada produzida pelas fêmeas, o aumento do tamanho relativo dos ovos e o desenvolvimento direto. O consequente reduzido tamanho da boca tende também a constituir um fator limitante no consumo de presas por estes pequenos anuros, tornando acessível ao consumo apenas uma gama restrita de presas diminutas. Assim, estudamos parâmetros da ecologia de uma população do anuro Brachycephalus didactylus, em uma área de Mata Atlântica no sul do Espírito Santo, objetivando ampliar o conhecimento sobre tais parâmetros que compreenderam o dimorfismo sexual, algumas características da reprodução, a dieta e a relação com a disponibilidade de atrópodos no folhiço e uso do microhabitat. A amostragem dos dados ocorreu durante um ano, nas estações seca e chuvosa. Brachycephalus didactylus possuiu dimorfismo sexual, com fêmeas sendo maiores do que os machos. O maior tamanho atingido pelas fêmeas provavelmente resulta da seleção intrassexual atuando nas fêmeas para favorecer um maior investimento na massa dos ovos, já que a espécie possui um tamanho de ninhada consideravelmente reduzido (um a dois ovos). A dieta de B. didactylus foi composta por um espectro relativamente amplo de presas (17 itens), tendo elevadas proporções de pequenas presas como Acari e Collembola. O consumo de Formicidae (formigas) foi evitado por B. didactylus, apesar de essa presa ser a mais abundante no folhiço, o que categorizou o anuro como um "especialista em não comer formigas" ("non-ant specialist", sensu Toft 1980a). O reduzido tamanho da boca nas fêmeas de B. didactylus limitou o tamanho máximo de presas passíveis de serem ingeridas pelo anuro e restringindo-o ao consumo de presas pequenas, com maiores indivíduos consumindo um número maior de presas. Por fim, B. didactylus apresentou uma utilização essencialmente horizontal do hábitat, sendo mais frequentemente encontrado sobre o folhiço no chão da mata. / The miniaturization process in anurans may have ecological implications as the clutch size reduction, increasing eggs relative sizes and direct development. The resulting reduced mouth size also tends to be a limiting factor in the prey consumption by these smaller frogs, making available only a restricted range of tiny prey. Thus, we studied some ecological parameters as the sexual dimorphism, some reproductive characters, the diet and its relationship with invertebrates availability and micro-habitat use, of a Brachycephalus didactylus anuran population in an Atlantic Rainforest area in southern state of Espírito Santo. This parameters were studied aiming to increase knowledge on these species. The data sampling occurred in 2011, in the dry and rainy seasons. Brachycephalus didactylus had sexual dimorphism, with females being larger than male ones. The larger size of females probably results from intra-sexual selection, to allow greater investment in egg mass, since the species has a considerably small clutch size (two to three eggs).The diet of B. didactylus was composed by a relatively broad spectrum of prey (17 items), with high proportions of small prey such as Acari and Collembola. The consumption of Formicidae (ants) was avoided by B. didactylus, despite this being the most abundant prey in the leaf litter. The small mouth size of the B. didactylus females limited them to the consumption of small prey, with larger individuals consuming a greater number of preys. Finally, B. didactylus presented an essentially horizontal habitat use, and is more often found in leaf litter on the forest floor.

The research presented in my PhD thesis consists of phylogenetic, biogeographic, taxonomic and ecological research of Southern Hemisphere water scavenger beetles (Coleoptera: Hydrophilidae) with a special emphasis on New Zealand. The introductory chapter provides a brief outline on the break-up of Gondwana and geological processes that shaped New Zealand and its fauna. Furthermore, the diversity of New Zealand Hydrophilidae and worldwide diversity of the hydrophilid subfamily Cylominae and its taxonomic history are illustrated. The scientific part of the thesis contains 4 published papers and 2 manuscripts. The first study recalibrates the Coleoptera time tree, providing new age estimates for the Hydrophiloidea, among others. The new age estimate is implemented in the second study, a phylogenetic study that reconstructs the biogeography of the 'Gondwanan' Cylominae beetles. The Cylominae, whose name was reinstated through nomenclatural priority over Rygmodinae in a separate paper, are found to consist of two tribes, Andotypini and Cylomini. The disjunct distribution of Cylominae is shown to be partly the result of vicariance and partly of long-distance oversea dispersal. The most remarkable long-distance dispersal is that of the only African representative of the subfamily which reached Africa from...

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