The disruption of mutualisms by invasive species has consequences for biodiversity loss and ecosystem function. Although invasive plant effects on the pollination of individual native species has been the subject of much study, their impacts on entire plant–pollinator communities are less understood. Community-level studies on plant invasion have mainly focused on two fronts: understanding the mechanisms that mediate their integration; and their effects on plant–pollinator network structure. Here we briefly review current knowledge and propose a more unified framework for evaluating invasive species integration and their effects on plant–pollinator communities. We further outline gaps in our understanding and propose ways to advance knowledge in this field. Specifically, modeling approaches have so far yielded important predictions regarding the outcome and drivers of invasive species effects on plant communities. However, experimental studies that test these predictions in the field are lacking. We further emphasize the need to understand the link between invasive plant effects on pollination network structure and their consequences for native plant population dynamics (population growth). Integrating demographic studies with those on pollination networks is thus key in order to achieve a more predictive understanding of pollinator-mediated effects of invasive species on the persistence of native plant biodiversity.

A restauração ecológica, ao buscar a manutenção de processos ecológicos e serviços ecossistêmicos, vem exercendo um importante papel na recuperação de ecossistemas degradados e conservação da biodiversidade. Restabelecer as interações entre organismos pode, contudo, ser uma tarefa mais árdua em ambientes de alta diversidade com complexas relações ecológicas como as florestas tropicais. Neste trabalho, investigamos a resposta dos insetos visitantes florais à restauração por plantio de mudas de espécies de Floresta Estacional Semidecidual, uma vez que o restabelecimento do processo de polinização é imprescindível para a perpetuação da floresta implantada. Para isso, foram examinados diferentes aspectos das comunidades de plantas e visitantes florais em seis áreas em processo de restauração. Primeiramente, buscouse analisar a estrutura da comunidade de visitantes florais e seus padrões de visita às flores, avaliandose também se a proximidade de fragmentos de vegetação nativa é importante na determinação da estrutura destas comunidades. Além disso, investigamos as espécies vegetais que florescem nos estágios iniciais de restauração para verificarmos se a comunidade de plantas se restabelecendo em cada local é importante na determinação da comunidade de visitantes. Por fim, avaliamos o restabelecimento do processo de polinização ao averiguar o transporte de pólen ocorrendo nas áreas restauradas e ao examinar a robustez das redes formadas frente à extinção simulada de espécies. Todas as áreas analisadas apresentaram redes de interação plantavisitante floral com estrutura e atributos comuns a outras redes mutualísticas de polinização, indicando que o processo deve estar se restabelecendo. A diferença na composição de espécies de visitantes não resultou em diferenças nos atributos das redes e a distância das áreas restauradas a fragmentos de vegetação nativa não influenciou a composição da comunidade de visitantes. Por outro lado, a vegetação regenerante composta por espécies ruderais aumentou a diversidade de visitantes e também a complexidade das redes de interação planta visitante floral, afetando a composição e provavelmente o funcionamento das comunidades. Embora tanto as redes de visitação quanto as de transporte de pólen revelem comunidades funcionalmente complexas com um número relativamente diverso de interações entre plantas e potenciais polinizadores, os dados de visitação demonstraram que nem todas as áreas possuem o mesmo padrão de resposta à extinção simulada de espécies. A presença massiva de gramíneas é provavelmente um fator determinante da robustez destas redes já que ela dificulta a regeneração natural das espécies ruderais que contribuem para o maior aporte de recursos florais para os insetos visitantes. Este trabalho demonstra a importância de se avaliar a recuperação dos aspectos funcionais de ecossistemas restaurados e tem implicações práticas para o manejo de áreas restauradas onde houver preocupação particular com a recuperação das interações plantapolinizador. Enfatizamos a importância do monitoramento constante de áreas restauradas para melhor entendermos as trajetórias de recuperação das florestas tropicais e recomendamos estudos multidisciplinares que integrem diversas áreas de conhecimento para aperfeiçoarmos as ações de restauração. / Ecological restoration plays an essential role in recovering degraded ecosystems and maintaining biodiversity. Restoration initiatives aiming to restore ecological processes and ecosystem services are increasing rapidly worldwide. However, the high diversity and complexity of interactions among organisms in tropical ecosystems make their restoration a challenge. Since pollination is one ecosystem process that must be reinstated in order to perpetuate restored forests, we investigated flower visitors response to habitat restoration. In six areas of Atlantic Semideciduous Forest undergoing restoration, blooming plants (introduced and spontaneously regenerated), flower visitors and their interactions were recorded bimonthly during one year. We used the data to analyze the patterns of insect visitation in each area and to evaluate whether remnant habitat proximity is important in determining the structure of flowervisitor communities. We also examined the role of earlysuccessional plant community in determining richness and composition of flowervisitor communities. To decide whether pollination has been successfully reinstated, we evaluated the patterns of pollen movement and the robustness of interaction networks to species loss. Our results suggest that plantpollinator communities were equally established on all restored sites. There were no differences in the metrics of flowervisitor networks between forest categories, showing that habitat proximity had no effect on visitation webs. On the other hand, spontaneously regenerated plants (mostly weeds) were responsible to increase the diversity of flowervisiting insects as well as the complexity of visitation webs, hence having a crucial role on ecosystem functioning during early stages of forest restoration. We also found that despite having a relatively complex network structure and diverse community of potential pollinators, not all areas show the same resilience to species extinction. Still, the removal of the most connected plants and pollinators first from the network caused the higher number of secondary extinctions. The robustness of pollination networks to species loss seems to be related to the occurrence of alien grasses in some of the restored areas. As alien grass invasion inhibits natural regeneration of weeds, it also decreases the availability of floral resources to insects foraging in those areas. Our findings have practical implications for the management of restored forests, mainly those with specific targets such as recovering pollinatorfriendly environments. Additionally, this study demonstrates the importance of evaluating functional aspects of biodiversity in restored areas. We highlight the relevance of monitoring restored communities at different successional stages to improve our understanding of restoration trajectories. We further recommend future research to be more integrative, so that the information produced will help to better planning restoration activities.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / This study aimed to determine the details of the offer and quality of floral resources in Bauhinia forficata Link, native species of Seasonal Deciduous Forest in Rio Grande do Sul, and how they influence the attraction and interaction with the flower visitors and other plant species. It sought to further determine the ecological mechanisms that are established from the plant interactions / animal that can be used as a theoretical basis for the creation of ecological restoration strategies. The work was conducted in the municipality of Santa Maria, central region of Rio Grande do Sul. Were selected 11 matrices based on the environmental quality of the fragments their surroundings and morphophysiological and phytosanitary characteristics of individuals, of which was evaluates the phenology, volume and concentration of nectar instanding crop (NID), pollinic viability, suitability for autogamy, floristic diversity of the surrounding areas, diversity, intensity and behavior of diurnal and nocturnal flower visitors and ditrophic networks of plant-pollinator interaction. The variables were tested by comparison of means, Principal Component Analysis (PCA) and correlation analysis. The average volume of NID observed for the species was 40.3 μl and the mean concentration was 0.265 mg / μl. The average pollen viability was 81.43%, and the species has proved unfit to autogamy. The average number of floral visitors was 18.24 per matrices and the average intensity of interaction was 59.94%. Were accounted for 730 floral visitors belonging to 29 morphospecies, 657 at the diurnal monitoring and 73 at nocturnal monitoring. The main order observed was Lepidoptera. The suborder Rhopalocera was the most abundant between diurnal visitors (30.43%), and the suborder Heterocera the most abundant among the nocturnal visitors (50%). Proved to be effective pollinators of Bauhinia forficata the bumblebee (Hymenoptera) morphospecies, gray-moth (Pyrgus sp.) (Lepidoptera: Heperiidae) and orange-black-butterfly (Helyconius sp.) (Lepidoptera: Nymphalidae). The functionally effective pollination systems for Bauhinia forficata in the study area are the Psychophily (butterflies) and Melittophily (bumblebees). In the analysis of floristic diversity were found 34 species, the Shannon diversity index ranged between 1.46 and 2.43 between plots. The Bauhinia forficata species, Acacia velutina and Strychnos brasiliensis have the greatest relative densities, respectively, 10.97%, 10.42% and 8.78%. It can be concluded that both the supply and quality of resources influence at the attraction of visitors, as the interaction of visitors with flowers interfered at the availability of resources. The quantity, quality and plasticity of the offered floral resources, the generalist attraction of visitors, the time and intensity of flowering, the inability to autogamy and geitonogamy, high rates of pollen viability and the high degree of connectance of ditróficas webs, are responsible for initiate important ecological mechanisms between this and other ecosystem agents, being them: compensation mechanisms, of species coexistence, induction of gene flow and competition and partilhamento of the resources. These results demonstrate that Bauhinia forficata is an important energy source for the diet of a wide range of pollinators and acts as an inducer of ecological processes and gene flow in the study area. / O presente estudo teve por objetivo determinar as características da oferta e qualidade dos recursos florais em Bauhinia forficata Link, espécie nativa da floresta Estacional Decidual do Rio Grande do Sul, e a forma como estas influenciam na atração e na interação com os visitantes florais e com as demais espécies vegetais. Buscou-se ainda determinar os mecanismos ecológicos que se estabelecem a partir das interações planta/animal que possam ser utilizados como base teórica para a criação de estratégias de restauração ecológica. O trabalho foi conduzido no Município de Santa Maria, região central do Rio Grande do Sul. Foram selecionadas 11 matrizes com base na qualidade ambiental dos fragmentos de seu entorno e nas características morfofisiológicas e fitossanitárias dos indivíduos, das quais se avaliou a fenologia, volume e concentração de néctar instantaneamente disponível (NID), viabilidade polínica, aptidão à autogamia, diversidade florística das áreas adjacentes, diversidade, intensidade e comportamento de visitantes florais diurnos e noturnos, e teias ditróficas de interação planta-polinizador. As variáveis foram testadas por comparação de médias, Análise de Componentes Principais (PCA) e análise de correlação. O volume médio de NID observado para a espécie foi de 40,3 μl e a concentração média foi de 0,265 mg/μl. A viabilidade polínica média foi de 81,43%, sendo que a espécie demonstrou ser inapta à autogamia. O número médio de visitantes florais foi 18,24 por matriz e a intensidade média de interação foi 59,94%. Foram contabilizados 730 visitantes florais pertencentes a 29 morfoespécies, sendo 657 no monitoramento diurno e 73 no monitoramento noturno. A principal ordem observada foi Lepidoptera. A subordem Rhopalocera foi a mais abundante entre os visitantes diurnos (30,43%) e a subordem Heterocera a mais abundante entre os visitantes noturnos (50%). Demonstraram serem polinizadores efetivos da Bauhinia forficata as morfoespécies mamangava (Hymenoptera), mariposa-cinza (Pyrgus sp. (Lepidoptera: Hesperiidae) e a borboleta-laranja-preta (Helyconius sp. (Lepidoptera: Nymphalidae)). Os sistemas de polinização funcionalmente efetivos para Bauhinia forficata na área de estudo são a Psicofilia (borboletas) e a Melitofilia (mamangavas). O grau de conectância total das teias ditróficas foi de 53,47% para as redes de visitantes diurnos e de 44% para as redes de visitantes noturnos. Na análise da diversidade florística foram encontradas 34 espécies, o índice de diversidade de Shannon variou entre 1,46 e 2,43 entre parcelas. As espécies Bauhinia forficata, Acacia velutina e Strychnos brasiliensis apresentaram as maiores densidades relativas, respectivamente, 10,97%, 10,42% e 8,78%. Foi encontrada correlação entre a concentração do néctar e diversidade florística, entre volume de néctar e diversidade de visitantes e entre a viabilidade polínica e volume e concentração do néctar. Pode-se concluir que tanto a oferta e a qualidade dos recursos influenciaram na atração dos visitantes, quanto a interação dos visitantes com as flores interferiu na disponibilidade dos recursos. A quantidade, qualidade e plasticidade dos recursos florais ofertados, a atração generalista de visitantes, a sincronia e intensidade de floração, a inaptidão à autogamia e geitonogamia, as altas taxas de viabilidade polínica e o alto grau de conectância das teias ditróficas, são responsáveis por desencadear importantes mecanismos ecológicos entre esta e os demais agentes do ecossistema, sendo eles: mecanismos de compensação, de coexistência de espécies, indução do fluxo gênico e de competição e partilhamento de recursos. Tais resultados demonstram que Bauhinia forficata é uma importante fonte energética para a dieta de uma vasta gama de polinizadores e atua como indutora dos processos ecológicos e do fluxo gênico na área de estudo.

Submitted by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T19:15:52Z No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Suelen Barbosa Moraes_2016.pdf: 7744284 bytes, checksum: 6ebec86558e4300a8cb44c96b408f3a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T19:16:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Suelen Barbosa Moraes_2016.pdf: 7744284 bytes, checksum: 6ebec86558e4300a8cb44c96b408f3a8 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria de Lourdes Mariano (lmariano@ufscar.br) on 2017-01-12T19:16:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Suelen Barbosa Moraes_2016.pdf: 7744284 bytes, checksum: 6ebec86558e4300a8cb44c96b408f3a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-12T19:16:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGUES_Suelen Barbosa Moraes_2016.pdf: 7744284 bytes, checksum: 6ebec86558e4300a8cb44c96b408f3a8 (MD5) Previous issue date: 2015-06-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Interactions plants-frugivores are key components in the complexity of forest communities and their modifications or losses can have profound implications for conservation. The study of the interactions networks has proven an important tool in understanding how communities respond to human disturbance. The aim of this study was to analyze the interactions networks between plants and birds as fruit consumers in Atlantic Forest in southeastern Brazil. The research was conducted in Carlos Botelho State Park (PECB) and addressed three environments with different types of vegetation (open area, and initial successional stages and advanced). The interactions record was performed by direct observation using methods of transect, focal and assistance traps cameras. We evaluated the frequency of visits, number of interactions, nesting and connectance. The network is represented by 63 kinds of birds and 30 species of plants and showed a nested pattern (NODF = 33.63, p = 0) with a connectance low (13%). 255 interactions were observed in 1151 records frugivory. The species that contributed most to the organization's network were also the most important for community maintenance and alien species present in one of the rooms did not interfere in the interactions between native species. / As interações entre frugívoros e plantas são componentes fundamentais na complexidade das comunidades florestais e sua modificação ou perda podem trazer profundas implicações para a conservação. O estudo das redes de interações tem se mostrado importante ferramenta no entendimento de como as comunidades respondem às perturbações antrópicas. O objetivo desse trabalho foi analisar a rede de interações entre plantas e aves consumidoras de frutos em área de Mata Atlântica no sudeste do Brasil. A pesquisa foi desenvolvida no Parque Estadual Carlos Botelho (PECB) e abordou três ambientes com diferentes tipos de vegetação (área aberta, e de estágio sucessional inicial e avançado). O registro das interações foi realizado por observações diretas pelos métodos de transecto, focal e auxílio de câmeras traps. Foram avaliadas a frequência de visitas, número de interações, o aninhamento e a conectância. A rede foi representada por 63 espécies de aves e 30 espécies de plantas e apresentou um padrão aninhado (NODF = 33,63, p = 0), com uma baixa conectância (13%). Foram observadas 255 interações em 1151 registros de frugivoria. As espécies que mais contribuíram para a organização da rede também foram as mais importantes para a manutenção da comunidade e as espécies exóticas presentes em um dos ambientes não interferiram nas interações entre as espécies nativas.

A restauração ecológica, ao buscar a manutenção de processos ecológicos e serviços ecossistêmicos, vem exercendo um importante papel na recuperação de ecossistemas degradados e conservação da biodiversidade. Restabelecer as interações entre organismos pode, contudo, ser uma tarefa mais árdua em ambientes de alta diversidade com complexas relações ecológicas como as florestas tropicais. Neste trabalho, investigamos a resposta dos insetos visitantes florais à restauração por plantio de mudas de espécies de Floresta Estacional Semidecidual, uma vez que o restabelecimento do processo de polinização é imprescindível para a perpetuação da floresta implantada. Para isso, foram examinados diferentes aspectos das comunidades de plantas e visitantes florais em seis áreas em processo de restauração. Primeiramente, buscouse analisar a estrutura da comunidade de visitantes florais e seus padrões de visita às flores, avaliandose também se a proximidade de fragmentos de vegetação nativa é importante na determinação da estrutura destas comunidades. Além disso, investigamos as espécies vegetais que florescem nos estágios iniciais de restauração para verificarmos se a comunidade de plantas se restabelecendo em cada local é importante na determinação da comunidade de visitantes. Por fim, avaliamos o restabelecimento do processo de polinização ao averiguar o transporte de pólen ocorrendo nas áreas restauradas e ao examinar a robustez das redes formadas frente à extinção simulada de espécies. Todas as áreas analisadas apresentaram redes de interação plantavisitante floral com estrutura e atributos comuns a outras redes mutualísticas de polinização, indicando que o processo deve estar se restabelecendo. A diferença na composição de espécies de visitantes não resultou em diferenças nos atributos das redes e a distância das áreas restauradas a fragmentos de vegetação nativa não influenciou a composição da comunidade de visitantes. Por outro lado, a vegetação regenerante composta por espécies ruderais aumentou a diversidade de visitantes e também a complexidade das redes de interação planta visitante floral, afetando a composição e provavelmente o funcionamento das comunidades. Embora tanto as redes de visitação quanto as de transporte de pólen revelem comunidades funcionalmente complexas com um número relativamente diverso de interações entre plantas e potenciais polinizadores, os dados de visitação demonstraram que nem todas as áreas possuem o mesmo padrão de resposta à extinção simulada de espécies. A presença massiva de gramíneas é provavelmente um fator determinante da robustez destas redes já que ela dificulta a regeneração natural das espécies ruderais que contribuem para o maior aporte de recursos florais para os insetos visitantes. Este trabalho demonstra a importância de se avaliar a recuperação dos aspectos funcionais de ecossistemas restaurados e tem implicações práticas para o manejo de áreas restauradas onde houver preocupação particular com a recuperação das interações plantapolinizador. Enfatizamos a importância do monitoramento constante de áreas restauradas para melhor entendermos as trajetórias de recuperação das florestas tropicais e recomendamos estudos multidisciplinares que integrem diversas áreas de conhecimento para aperfeiçoarmos as ações de restauração. / Ecological restoration plays an essential role in recovering degraded ecosystems and maintaining biodiversity. Restoration initiatives aiming to restore ecological processes and ecosystem services are increasing rapidly worldwide. However, the high diversity and complexity of interactions among organisms in tropical ecosystems make their restoration a challenge. Since pollination is one ecosystem process that must be reinstated in order to perpetuate restored forests, we investigated flower visitors response to habitat restoration. In six areas of Atlantic Semideciduous Forest undergoing restoration, blooming plants (introduced and spontaneously regenerated), flower visitors and their interactions were recorded bimonthly during one year. We used the data to analyze the patterns of insect visitation in each area and to evaluate whether remnant habitat proximity is important in determining the structure of flowervisitor communities. We also examined the role of earlysuccessional plant community in determining richness and composition of flowervisitor communities. To decide whether pollination has been successfully reinstated, we evaluated the patterns of pollen movement and the robustness of interaction networks to species loss. Our results suggest that plantpollinator communities were equally established on all restored sites. There were no differences in the metrics of flowervisitor networks between forest categories, showing that habitat proximity had no effect on visitation webs. On the other hand, spontaneously regenerated plants (mostly weeds) were responsible to increase the diversity of flowervisiting insects as well as the complexity of visitation webs, hence having a crucial role on ecosystem functioning during early stages of forest restoration. We also found that despite having a relatively complex network structure and diverse community of potential pollinators, not all areas show the same resilience to species extinction. Still, the removal of the most connected plants and pollinators first from the network caused the higher number of secondary extinctions. The robustness of pollination networks to species loss seems to be related to the occurrence of alien grasses in some of the restored areas. As alien grass invasion inhibits natural regeneration of weeds, it also decreases the availability of floral resources to insects foraging in those areas. Our findings have practical implications for the management of restored forests, mainly those with specific targets such as recovering pollinatorfriendly environments. Additionally, this study demonstrates the importance of evaluating functional aspects of biodiversity in restored areas. We highlight the relevance of monitoring restored communities at different successional stages to improve our understanding of restoration trajectories. We further recommend future research to be more integrative, so that the information produced will help to better planning restoration activities.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(人間・環境学) / 甲第18359号 / 人博第672号 / 新制||人||162(附属図書館) / 25||人博||672(吉田南総合図書館) / 31217 / 京都大学大学院人間・環境学研究科相関環境学専攻 / (主査)教授 市岡 孝朗, 教授 加藤 眞, 教授 松井 正文 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Human and Environmental Studies / Kyoto University / DGAM

Estudos de ecologia de comunidade e conservação são importantes para entender quais áreas com diferentes fitofisionomias podem manter maior número de espécies coexistindo. Também é possível compreender o nicho trófico das abelhas, sendo este relacionado com a diversidade de recursos alimentares disponíveis e a sobreposição entre espécies de uma guilda. Uma ferramenta que atualmente vem sendo utilizada em estudos ecológicos de interações inseto-planta são as redes mutualísticas e suas métricas. Com essas ferramentas é possível inferir ou até prever as consequências da extinção de espécies e as perturbações ambientais, além de variações nos padrões para a comunidade como um todo, e a ecologia das abelhas e plantas. A partir disso o objetivo deste trabalho foi caracterizar e analisar a estrutura da comunidade de abelhas e vespas e o nicho trófico da comunidade de abelhas que nidificam em cavidades preexistentes em áreas de Cerrado e Mata semidecídua. A área de estudo foi a Estação Ecológica Jataí que apresenta diferentes fitofisionomias. Os dados foram obtidos com a utilização do método de ninhos-armadilha instalados em seis pontos, três no cerrado e três na mata semidecídua, em agosto de 2015. Foi utilizado o método de análise polínica e redes mutualísticas para o estudo do nicho trófico das abelhas. Foram amostradas 11 espécies de abelhas e oito de vespas, e essas comunidades apresentaram espécies com ampla distribuição geográfica o que confere a condição de generalistas por explorarem uma alta diversidade de ambientes. Elas tiveram mais nidificações no período chuvoso, refletindo na maior sobreposição temporal das abelhas nesse período. Entretanto na estação seca, a sobreposição temporal das vespas foi maior. Os dados obtidos de riqueza e abundância das abelhas amostradas na mata foram diferentes do cerrado, o que indica que, realmente, as espécies podem ter suas populações mudando significativamente de um ambiente para o outro como consequência de mudanças nos vários fatores abióticos e bióticos. A dieta das abelhas amostradas se mostrou bastante variada, um grande número de tipos polínicos de 14 famílias de plantas. A família mais importante para Anthidiini e Euglossini foi Fabaceae. Como já conhecida, a relação entre Centris e plantas que disponibilizam óleo, Malpighiaceae foi a família mais utilizada por C. analis. Já para as espécies de Tetrapediini, a família Euphorbiaceae foi mais frequente. As espécies se mostraram, de maneira geral, com comportamento generalista uma vez que suas amplitudes de nichos foram altas. Por outro lado, em alguns momentos, como foi possível perceber na sobreposição de nicho, essas fêmeas adotaram comportamentos mais especialistas. As Tetrapedia tiveram as maiores sobreposições de nicho entre elas mesmas, mas também utilizaram as espécies de plantas mais abundantes. Ludwigia foi o tipo polínico mais importante na dieta das abelhas para o cerrado enquanto que Gliricidia, Dalechampia, Serjania e Desmodium foram centrais na dieta da mata. As redes para ambas fitofisionomias e anos de coletas foram aninhadas e não-modulares, como esperado para redes mutualísticas. Além disso, provavelmente pelo bom estado de preservação, as redes foram robustas, indicando que a comunidade não está frágil à perda de espécies. A comunidade apresentou um comportamento mais especialista no cerrado e não alterou muito em relação aos dois anos. A especialização das populações foi maior, de maneira geral, para a área de cerrado, com exceção de Epanthidium erythrocephalum. A grande diferença nos parâmetros como composição, abundância e métricas de rede em comparação com outros estudos mostra a importância de se conhecer a dinâmica de cada área para pensar de maneira mais eficiente em estratégias específicas de recuperação e preservação de áreas naturais / Studies on community ecology and conservation are important to understand which areas with different phytophysiognomies can maintain a great number of species coexisting. It also understand the trophic niche of bees and this is associated with the diversity of food resources available and with the overlap between species of a guild. A tool that currently is being used in ecological insect-plant studies, mutualistic networks and their metrics. With these tools, it is possible to infer or even predict the consequences of the species extinction, the environmental disruption of the community as a whole, variations in community patterns and bee-plant ecology. Therefore, the aim of this study was to characterize and analyze the community structure of bees and wasps and the trophic niche of bees that nest in preexisting cavities in Brazilian savannah and semideciduous mesophytic forest. The study area was the Estação Ecológica de Jataí that presents different phytophysiognomies. The data were obtained from the method of trap-nests installed in six areas, three in the brazilian savannah and three in the semideciduous mesophytic forest, in August 2015. The methodology of pollen analysis and mutualistic networks was used to study the trophic niche of bees. Eleven species of bees and eight wasps species were sampled and this community showed species with high geographic distribution that confers the status of generalists by exploring a great variety of environments. They nested more in the rainy season reflecting in the larger temporal overlap of the bees in that period. Besides that, the wasps were higher time ovelap in the dry season. The richness and abundance of bees in the forest was different from Brazilian savannah, what can indicate that the species can have their populations changing significantly from one environment to another because of changes in the various abiotic and biotic factors. The diet of bees showed a variety of pollen types of 14 plants families. The most important family to Anthidiini and Euglossini was Fabaceae. As well documented, the relationship between Centris and plants that provide oil, Malpighiaceae was the most used family for C. analis. For the Tetrapediini species, the family Euphorbiaceae was the most frequent. All species showed a generalist behavior once their breath niche was high. On the other hand, in a few moments, as it was possible to observe in the niche overlap, the species adopted a more specialist behavior. Tetrapedia had the highest overlap niche among them, but they used the most abundant plants in the area. Ludwigia was the most important pollen type in the bees` diet in the Brazilian savannah, while Gliricidia, Dalechampia, Serjania e Desmodium were the most central in the diet of bees in the forest. The networks for both phytophysiognomies and year of sampling, was nested and not modular, as expected in mutualistic networks. Besides, probably, because of the good state of conservation of the study area, the networks were robust, indicating that the community is not fragile to the loss of species. The community showed a more specialist behavior in the Brazilian savannah and did not change much over the two years. The specialization of populations was greater, in the most cases, in the Brazilian savannah, except Epanthidium erythrocephalum. The important difference among the parameters such as composition, abundance and network metrics compared to other studies shows the importance of knowing the dynamics of each area to think more efficiently about specific strategies for recovery and preservation of natural areas

In this thesis, we presented three main types of analyses of metabolism, most of which involved symbiosis: metabolic dialogue between a trypanosomatid and its symbiont, comparative analyses of metabolic networks and exploration of metabolomics data. All of them were essentially based on genomics data where metabolic capabilities were predicted from the annotated genes of the target organism, and were further refined with other types of data depending on the aim and scope of each investigation. The metabolic dialogue between a trypanosomatid and its symbiont was explored with functional and evolutionary goals which included analysing the classically defined pathways for the synthesis of essential amino acids and vitamins, exploring the genome-scale metabolic networks and searching for potential horizontal gene transfers from bacteria to the trypanosomatids. The comparative analyses performed focused on the common metabolic capabilities of different lifestyle groups of bacteria and we proposed a method to automatically establish the common and the group-specific activities. The application of our method on metabolic stories enumeration to the yeast response to cadmium exposure was a validation of this approach on a well-studied biological response to stress. We showed that the method captured well the underlying knowledge as it extracted stories allowing for further interpretations of the metabolomics data mapped into the genome-scale metabolic model of yeast

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-06T15:48:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Joel A Queiroz_PPGBV_2016.pdf: 1398066 bytes, checksum: 45a58588c174d510e8c470f8b7b11c79 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-06T15:48:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Joel A Queiroz_PPGBV_2016.pdf: 1398066 bytes, checksum: 45a58588c174d510e8c470f8b7b11c79 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / CNPQ / As espécies de plantas com flores de antese noturna e seus polinizadores, principalmente, morcegos e mariposas Sphingidae (mariposas de aparelho bucal longo e de hábito predominantemente noturno) foram estudadas no presente trabalho através de abordagens de teoria de redes complexas e de biologia floral (para três espécies de plantas: Encholirium spectabile (Bromeliaceae); e duas espécies de Ipomoea (Convolvulaceae). Entre janeiro/2011 e dezembro/2012 foram realizadas expedições mensais a um remanescente de Caatinga hiperxerófila situada no Nordeste do Brasil, para coleta de esfingofauna (com auxílio de armadilha luminosa) e de morcegos (com redes de neblina). A carga polínica presente no corpo desses polinizadores foi coletada e os tipos polínicos identificados e quantificados, sendo tais dados usados para construir matrizes qualitativas (presença/ausência) e quantitativas (frequência de individuos com pólen de determinada espécie de planta) para análise interanual de modularidade e robustez da rede de interações. Para as espécies E. spectabile, Ipomoea marcellia e I. aff. marcellia foram coletados dados de morfometria floral (comprimento e largura de corola), antese (início, término e duração total), atributos de néctar (volume, concentração, mg de açúcares, padrão de produção e efeito de remoção) e frequência de visitantes florais diurnos e noturnos. Para as espécies de Ipomoea a eficiência de morcegos e beija-flores foi estimada através de experimentos de exposição seletiva de flores. A rede de interações entre plantas e polinizadores noturnos foi formada por 24 espécies de plantas, 4 morcegos e 15 esfingídeos, sendo registradas 766 conexões totais. A rede apresentou estrutura modular de 0.36, sendo observados três módulos distintos: dois exclusivos de esfingídeos e um misto (morcegos + esfingídeos). No entanto, foi observada intensa frequência de conexões inter-módulos o que pode indicar uma fronteira não tão bem delimitada da guilda de plantas quiropterófilas. A rede apresentou robustez à extinção de espécies variável entre os dois anos de coleta, o que pode ser o resultado do menor tamanho (Rede2011: 42 espécies; Rede2012: 29 espécies) e menor quantidade de conexões (Rede2011: 573; Rede2012: 193) resgistrados no ano mais seco. As espécies E. spectabile, I. marcellia e I. aff. marcellia, de modo geral, apresentaram atributos de morfometria floral mais relacionados à quiropterofilia (polinização por morcegos). No entanto, a morfologia floral e períodos de antese e de disponibilidade de néctar prolongados para além da noite, possibilitaram a beija-flores acessarem néctar e transferirem, com certo grau de sucesso, pólen para o estigma, garantindo um serviço de polinização complementar. Esse sistema de polinização, denominado polinização mista, parece ser uma estratégia recorrente para algumas espécies de Caatinga primariamente relacionadas à polinização por morcegos, podendo garantir maior sucesso reprodutivo para tais plantas. / Plant species with nocturnal flowers and their pollinators, especially bats and hawmoths were studied in this work through complex networks theory approaches and floral biology (for three species of plants: Encholirium spectabile (Bromeliaceae), and two Ipomoea taxa (Convolvulaceae). Between January/2011 and December/2012 were carried out monthly mailings to a remnant of Caatinga hyperxerophilic located in northeastern Brazil, to moth collect (with aid of light trap) and bats (with mist nets). the pollen load present in the body of these pollinators were collected, identified, and quantified pollen types, and such data used to construct qualitative (presence / absence) and quantitative matrices (frequency of individuals with pollen) to analysis of modularity and robustness of network. To E. spectabile, Ipomoea marcellia and I. aff. marcellia were collected floral morphometry (length and width corolla), anthesis (start, end and total duration), nectar attributes (volume, concentration, sugars, pattern of production and removal effect) and frequency flower visitors day and night. To Ipomoea, bats and hummingbirds efficiency was estimated by experiments of selective exposure flowers. The mutualistc network plants and pollinators was formed by 24 plant species, 15 hawkmoths and 4 bats. It was recorded 766 connections. That network presented modular structure, 0.36, with three distinct modules: two exclusive hawkmoths and a mixed hawkmoths and bats). However, there was intense frequency of inter-module connections, which may indicate a boundary not as well defined Guild chiropterophilous plants. The network showed variable robustness between years (2011: Rplant = 0.96; Ranimal = 0.92; 2012: Rplant = 0:33; Ranimal = 0:33), which may be the result of the smaller size (2011: 42 species; 2012: 29 species) and fewer connections. E. spectabile, I. marcellia and I. aff. marcellia showed more attributes related to chiropterophily (pollinated by bats). However, the floral morphology and anthesis periods and prolonged nectar availability in addition to the night, made it possible to access hummingbirds nectar and transfer, with some degree of success, pollen to the stigma, ensuring a supplementary pollination service. This pollination system called mixed pollination, seems to be a recurring strategy for some species of Caatinga primarily related to pollination by bats and can ensure greater reproductive success for such plants.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-02-01T12:17:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-01T14:11:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T14:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marco Túlio Pacheco Coelho - 2016.pdf: 2399407 bytes, checksum: bf89ac5d0151cbcfbf3b3bc2cffb2225 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / A contemporary goal in ecology is to determine the ecological and evolutionary processes that generates the recurring structural patterns in mutualistic networks. One of the greatest challenges is testing the capacity of neutral processes to replicate observed patterns in ecological networks, since original formulation of neutral theory lacks trophic interactions. Here, we developed a stochastic simulation neutral model adding trophic interactions to the neutral theory of biodiversity. We show that our model is able to reproduce accurately the evolutionary conservatism of interacting species, as well as the most common structural patterns observed in nature. Moreover, we found that evolutionary conservatism of interacting species increases with lowmigration rate.Low migration rates promote both spatial and temporal autocorrelation of phylogenetic related species, which have a higher chance of interacting randomly with the same set of partners. Random migration , in addition to speciation and probability of interaction, are also partially responsible for connectance, degree distribution, and nested structure of mutualistic networks. These findings have broad implications to the interpretation of niche-based processes as unique drives of ecological networks, as well as the integration of network structures with demographic stochasticity. / Um objetivo recente em ecologia é determinar os processos ecológicos e evolutivos capazes de gerar os padrões estruturais recorrentes de redes de interação mutualística. Um dos grandes desafios é testar a capacidade de processos neutros replicarem os padrões observados de redes de interação, já que a formulação original da teoria neutra não abrange interações tróficas. Nesse trabalho, nós desenvolvemos um modelo de simulação estocástico neutro e adicionamos interações tróficas à Teoria Neutra da Biodiversidade. Nós mostramos que o nosso modelo é capaz de reproduzir de maneira precisa a conservação de interações, assim como os mais comuns padrões estruturais de redes interação observados na natureza. Além disso, nós encontramos que a conservação de interações decresce com o aumento da taxa de migração, uma vez que, baixa taxa de migração promove autocorrelação espacial e temporal de espécies filogeneticamente relacionadas, que por sua vez tem maior chance de interagirem ao acaso com o mesmo conjunto de espécies. Os eventos aleatórios de migração, somados à probabilidade de especiação e interação, são também parcialmente responsáveis pela conectância, distribuição de grau e estrutura aninhada das redes mutualísticas. Esses resultados possuem grandes implicações para a interpretação de processos baseados em nicho como os únicos processos causais na estruturação de redes de interação, assim como a integração da estrutura de redes com estocasticidade de demográfica.