Na presente tese estudei a biologia de Centris (Paracentris) burgdorfi, uma abelha solitária de ampla distribuição no Brasil. O único local de nidificação conhecido até o momento fica em uma área de dunas, no nordeste do Brasil, à 25 km da cidade de Natal. Neste local as fêmeas nidificam exclusivamente em paleodunas à cerca de 1 km do mar. Estudei o sistema de acasalamento da espécie, onde pude constatar que a alta competição por fêmeas próxima ao ninho faz com que o macho tenha que retirar a fêmea do local para conseguir o contato genital. Nenhuma fêmea foi vista acasalando mais de uma vez e, logo após a cópula a fêmea dá início à construção do ninho. O ninho é constituído de um túnel raso com acesso às células de cria, construídas uma ao lado da outra. Avaliei o número de viagens que a fêmea faz para a coleta de óleo e pólen e o tempo despendido em cada ação dentro do ninho (deposição de pólen, óleo, ovoposição e operculação). Durante o período de construção das células as fêmeas não dormem dentro do ninho, e sim, em ramos de Krameria tomentosa, a planta utilizada como fonte de óleo no local. Buscando ampliar nosso conhecimento sobre a espécie, procurei outras populações no Brasil para que pudesse avaliar o nicho trófico. Utilizei o pólen encontrado no corpo das fêmeas para inferir sobre a dieta parcial de adultos e imaturos. Além da área de dunas, no Nordeste, encontramos C. burgdorfi no cerrado em Cavalcante, Goiás e em áreas de campo de altitude, em Ponta Grossa, Paraná. Através da análise polínica, constatei a importância de plantas do gênero Chamaecrista como fonte de pólen, sendo este um dos poucos gêneros compartilhados entre os três locais. Krameria grandiflora foi a fonte de óleo em Cavalcante e em Natal, e Angelonia integérrima, foi a fonte de óleo no Paraná. Isso revela a amplitude de nicho trófico em C. burgdorfi não apenas em relação às espécies de plantas utilizadas na dieta mas, também, quanto ao tipo de elaióforo que a fêmea consegue acessar (epitelial e tricromático). Esta plasticidade possibilita a ampla distribuição da espécie em diferentes fitofisionomias. Analisei nutricionalmente a dieta na provisão da cria de C. burgdorfi do nordeste do Brasil e de células de cria de Centris (Paracentris) pallida, coletadas no sudoeste dos Estados Unidos. Centris pallida é uma espécie de Centridini que perdeu o comportamento da coleta de óleo. Centris burgdorfi possui uma dieta mais rica em lipídeos e proteínas, sendo a dieta de C. pallida mais rica em carboidratos. A dieta mais protéica de C. burgdorfi se deve à presença de Chamaecrista já que plantas que anteras poricidas contem mais proteínas em comparação às não-poricidas, como é o caso das fontes de pólen de C. pallida (Parkinsonia e Olneya) / In the present thesis, I studied the biology of Centris (Paracentris) burgdorfi, a solitary bee of wide distribution in Brazil. The only nesting site known is in a dune area in northeastern Brazil, 25 km from the city of Natal. In this place, the females nest exclusively in petrified dunes about 1 km from the sea. I studied the mating system of the species, where I could verify that the high competition by females near the nest forces the male to carry the female to another place to mate. No female was seen mating more than once and, soon after copulation, the female begins to construct the nest. The nest consists of a shallow tunnel with access to the brood cells. I evaluated the number of trips that the female made to the collection of oil and pollen and the time spent in each action within the nest (depositions of pollen, oil, oviposition and operculation). During the period of construction of the cells the females do not sleep inside the nest, but in branches of Krameria tomentosa, the plant used as source of oil. In order to increase our knowledge about the species, I searched for other populations in Brazil so that I could evaluate the trophic niche. I used pollen found in the body of females to infer about the partial diet of adults and immature. In addition to the dune area in the Northeast, I found C. burgdorfi in the tropical Savanna (Cerrado) in Cavalcante, state of Goiás and in high altitude field areas, in Ponta Grossa, state of Paraná. Through pollen analysis, I verified the importance of plants of the genus Chamaecrista as a source of pollen, being this one of the few genera shared among the three sites. Krameria grandiflora was the source of oil in Cavalcante and in the Natal, and Angelonia integerrima, was the source of oil in the Ponta Grossa. This reveals the trophic niche amplitude in C. burgdorfi not only in relation to the species of plants used in the diet, but also to the type of elaiophore that the female can access (epithelial and trichromatic). This plasticity makes possible the wide distribution of the species in different phytophysiognomies. Nutritionally I analyzed the diet in the provision of C. burgdorfi offspring from northeastern Brazil and from the breeding cells of Centris (Paracentris) pallida collected in the southwestern United States. Centris pallida is a species of Centridini that has lost the behavior of the oil-collection. Centris burgdorfi has a diet richer in lipids and proteins, and the diet of C. pallida is richer in carbohydrates. The most proteinic diet of C. burgdorfi is due to the presence of Chamaecrista, since plants with poricidal anthers contain more proteins compared to non-poricidal ones, such as C. pallida (Parkinsonia and Olneya) pollen sources

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissSR.pdf: 780701 bytes, checksum: 1fc24c68b23cd30e58fbecb7433b93e8 (MD5) Previous issue date: 2005-03-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work was developed along with informal waste collectors of recyclable solid waste in the urban area of the city of São Carlos SP. An effort has been performed with the aim of combining ecological studies with the garbage problematic and social exclusion the informal waste collection brings. The adequacy of concepts of the ecological theory (ecological niche, foraging models) to the case of the waste collectors studied allowed placing the role of individuals in the ecosystem and inferring on the resource utilization forms and their implications for the environment. The methodological procedures used combined direct observations and free interviews with structured questionnaires (socioeconomic and informal collection production data). Most informal waste collectors (80%) present generalist collection strategy, also presenting, however, high dependence degree on some types of waste such as aluminum, paper and ferrous materials. The behavior of the informal waste collectors is similar to behavior predicted for foragers by the optimal foraging theory. The contribution of the informal collection for recycling market is of order of 97.3 kg/day/collector, being hidden by its stealth situation and the gains they profit are found at minimum levels as possible in order to allow they subsistence. One of the effects of this activity on the environment is its performance as negative feedback on one component the garbage which causes environmental deterioration. One believes that the recognition of the collection social and environmental importance and its removal from informality are the first step to change the stealth situation that informal waste collectors are submitted to. / O trabalho foi desenvolvido junto aos catadores autônomos de resíduos sólidos recicláveis da área urbana do município de São Carlos SP. Foi realizado um esforço no sentido de aliar estudos ecológicos com as problemáticas do lixo e da exclusão social presentes na coleta informal. A adequação de concepções teóricas da ecologia biológica (nicho ecológico, modelo de forrageamento) ao caso dos catadores de resíduo estudados permitiu situar os indivíduos no seu papel dentro do ecossistema e inferir sobre formas de utilização do recurso e suas implicações para o ambiente. Os procedimentos metodológicos utilizados combinaram observações diretas e entrevistas livres e estruturadas com questionários estruturados (dados sócioeconômicos e de produção da coleta informal). A maioria dos catadores (80%) possui estratégia de coleta generalista, apresentando, contudo, alto grau de dependência de alguns tipos de resíduo, tais como alumínio, papel e metais ferrosos. O comportamento dos catadores é semelhante ao previsto para forrageadores pela teoria do forrageamento ótimo. A contribuição da coleta informal para o mercado de reciclagem, da ordem de 97,3 kg/dia/catador, é mascarada por sua situação de clandestinidade, sendo que os ganhos auferidos pelos catadores estão nos níveis mínimos possíveis para permitir sua subsistência. Um dos efeitos da atividade para o ambiente é seu funcionamento como retroalimentação negativa sobre um componente o lixo - que causa a deterioração ambiental. Acredita-se que o reconhecimento da importância social e ambiental da coleta e sua retirada da informalidade sejam o início da reversão do quadro de marginalização a que os catadores estão submetidos.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.PDF: 1079008 bytes, checksum: 6627885b56d1a7d7174f7cbfaceacfb7 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In theroy, the influence of phylogeny in community structure implies that phylogenetically close species may show similar characteristics determined by their evolutionary history. In a fine scale, this is useful to identify processes of microevolution. We used phylogenetic and ecological data to investigate the determinant factors of the relationships among 15 anuran species in temporary ponds in Caatinga. Phylogenetically close species used the same categories of microhabitat, but they differed in usage proportion. Considering diet, overlap values were high in phylogenetically related species and these species tended to form concise groups. Analysis based on null models indicated no significant values of overlap in microhabitat usage and diet composition, showing that competition is unlikely to regulate assemblage structure. Species belonging to the same phylogenetic lineage occupied the same morphological space, suggesting that morphometry may be a conservative trait; however, some close related species have diverged in this pattern. The joint observation of microhabitat usage, diet composition, and morphology indicated the existence of similarities among phylogenetically related species. Canonical Phylogenetic Correlation Analysis revealed the presence of niche phylogenetic conservatism in microhabitat usage in Hylidae and Leptodactyliformes basal dichotomy and in diet composition of the Physalaemus genus. In this work, it is considered that the phylogenetic relationships influence assemblage structure. However, the observation of differences in resource usage among closely related species and similarities among unrelated species suggests the existence of ecological factors acting at some moment of the evolution of these organisms. / Teoricamente a influência da filogenia na estrutura de comunidades implica que espécies próximas filogeneticamente podem apresentar características semelhantes determinadas pela sua história evolutiva. Em uma escala fina isto é útil na identificação de processos de micro-evolução. Aqui utilizamos dados ecológicos e filogenéticos para investigar os fatores determinantes das relações entre 15 espécies de anuros em poças temporárias na Caatinga. Espécies próximas filogeneticamente utilizaram as mesmas categorias de microhábitats, mas diferiram na proporção do uso. Considerando a dieta, valores de sobreposição foram altos em espécies relacionadas filogeneticamente e estas tenderam a formar grupos concisos. Uma análise baseada em modelos nulos indicou valores não significativos de sobreposição no uso do microhábitat e na composição da dieta, evidenciando que a competição não parece regular a estrutura da taxocenose. Espécies damesma linhagem filogenética ocuparam o mesmo espaço morfológico sugerindo que a morfometria pode ser um traço conservativo, no entanto, algumas espécies próximas divergiram deste padrão. A observação conjunta do uso do microhábitat, composição da dieta e morfologia indicou a existência de similaridades entre espécies relacionada filogeneticamente. Análise de Correlação Filogenética Canônica revelou presença de conservação filogenética de nicho no uso do microhábitat na dicotomia basal Hylidae eLeptodactyliformes e na composição da dieta do gênero Physalaemus. Aqui consideramos que as relações filogenéticas exercem influência sobre a estrutura da taxocenose, no entanto, a observação de diferenças no uso dos recursos entre espécies próximas e similaridades entre espécies não relacionadas sugere a existência de fatores ecológicos atuando em algum momento da evolução destes organismos.

Pecari tajacu (caititus) e Tayassu pecari (queixadas) são simpátricos na maior parte de suas distribuições históricas e exercem funções similares em um mesmo nível trófico. Em razão do seu maior tamanho corporal e bandos mais numerosos, os queixadas podem ser considerados como uma espécie dominante em uma possível competição por interferência com os caititus. Contudo, as relações competitivas entre estas duas espécies ainda não são claras e os efeitos das interações por interferência são quase desconhecidos. Este trabalho avaliou o efeito da estacionalidade climática e de atividades antrópicas nas relações de competição por interferência entre caititus e queixadas no nordeste do Pantanal brasileiro. O primeiro capítulo é uma revisão dos principais temas do trabalho: taiassuídeos, Pantanal e a introdução de porcos na região. O segundo capítulo avaliou os efeitos da estacionalidade climática, a partir de uma perspectiva térmica e de disponibilidade de água, nos padrões de atividade e uso de recursos de caititus e queixadas durante as estações seca e úmida na região. As altas temperaturas associadas com a baixa disponibilidade de água na estação seca acentuaram a sobreposição temporal entre as espécies pela redução da atividade diurna. Contudo, neste período foi registrada uma sobreposição de habitat mais baixa do que no período úmido quando taiassuídeos evitaram as áreas intensamente alagadas. Os resultados mostram um aumento de sobreposição de nicho em um gradiente ambiental como resultado da estacionalidade climática podendo ser parcialmente compensado pela redução em outra dimensão. Neste caso, a partição temporal parece ser um mecanismo viável para redução da competição entre espécies potencialmente competidoras. O terceiro capítulo avaliou a influência da pecuária (principal forma de uso da terra na região) somado à presença de porcos ferais (Sus scrofa) nas relações de competição por interferência entre taiassuídeos. Foram comparados os padrões de atividade e as coocorrências dos taiassuídeos em uma unidade de conservação (livre de porcos) adjacente a uma fazenda de pecuária tradicional (com alta densidade de porcos). As duas espécies parecem adotar diferentes estratégias que permitem a sobrevivência nas fazendas de gado com presença de porcos. Os padrões observados nos caititus sugerem uma utilização mais restrita do espaço e uma tendência em reduzir a sobreposição temporal com seus potenciais competidores. Por outro lado, queixadas expandiram sua ocorrência na fazenda, embora também tenham modificado significativamente seu padrão de atividade permanecendo ativos durante maior parte do dia quando em simpatria com porcos. Contudo, as mudanças observadas na área da fazenda não levaram a um aumento direto da competição entre caititus e queixadas. Adicionalmente, a comparação entre porcos ferais nas duas áreas permite especular sobre a forte dependência desta espécie às mudanças ambientais resultantes da pecuária praticada na região. Por fim, o último capítulo discute os principais resultados e apresenta as conclusões finais. / Pecari tajacu and Tayassu pecari are sympatric over most of their historical range and perform similar functions in the same trophic level. Because of its greater body size and more numerous herds, the white-lipped peccary can be considered the dominant species in a possible interference competition with the collared peccary. However, the competitive relationships between these species are not yet clear and effects of interactions by interference are almost unknown. This study evaluated the effect of climatic seasonality and anthropogenic activities in the relations of interference competition between collared and white-lipped peccaries in the northeastern Brazilian Pantanal. The first chapter is an extensive review of the main themes: peccaries, Pantanal and the introduction of pigs in the region. The second chapter evaluated the effects of climate seasonality from a thermal perspective and water availability on the activity patterns and resource use of collared peccary and white-lipped peccary during wet and dry seasons. The high temperatures associated with water shortage in dry season accentuated the temporal overlap between the species due to the reduction of daytime activity. However, in this period there was a habitat overlap reduction compared to wet period where peccaries avoided the flooded areas. The results show that an increase in niche overlap on the environmental gradient as a result of climatic seasonality may be partially compensated by a reduction in other niche dimensions. In this case, temporal partitioning appears to be a viable mechanism to reduce competition by potentially competing species. The third chapter evaluated the potential influence of livestock (the main form of land use in region) added to the presence of feral hogs in the relations of interference competition between peccaries. It was compared the patterns of activity and co-occurrence of peccaries in a conservation area (free of pigs) adjacent to another area with a traditional cattle ranch (with high density of pigs). Both species seem adopt different strategies that enable their survival in cattle ranches with presence of pigs. The collared peccary patterns suggest a constrained use of space and a trend to reduce the temporal overlap with competitors. On the other hand, white-lipped peccaries increased the occurrence rate and also modified its pattern of activity remaining active during most of the day resulting in a high rate of co-occurrence with feral hogs. However, these changes observed in the cattle ranch area did not result in a direct increase of interference competition between peccaries. Additionally, the comparison between feral hogs in the two areas allows us to speculate about a strong dependence of this species on environmental changes resulting from livestock activities in the region. Finally, the last chapter discusses the main results found and presents the general conclusions.

Pecari tajacu (caititus) e Tayassu pecari (queixadas) são simpátricos na maior parte de suas distribuições históricas e exercem funções similares em um mesmo nível trófico. Em razão do seu maior tamanho corporal e bandos mais numerosos, os queixadas podem ser considerados como uma espécie dominante em uma possível competição por interferência com os caititus. Contudo, as relações competitivas entre estas duas espécies ainda não são claras e os efeitos das interações por interferência são quase desconhecidos. Este trabalho avaliou o efeito da estacionalidade climática e de atividades antrópicas nas relações de competição por interferência entre caititus e queixadas no nordeste do Pantanal brasileiro. O primeiro capítulo é uma revisão dos principais temas do trabalho: taiassuídeos, Pantanal e a introdução de porcos na região. O segundo capítulo avaliou os efeitos da estacionalidade climática, a partir de uma perspectiva térmica e de disponibilidade de água, nos padrões de atividade e uso de recursos de caititus e queixadas durante as estações seca e úmida na região. As altas temperaturas associadas com a baixa disponibilidade de água na estação seca acentuaram a sobreposição temporal entre as espécies pela redução da atividade diurna. Contudo, neste período foi registrada uma sobreposição de habitat mais baixa do que no período úmido quando taiassuídeos evitaram as áreas intensamente alagadas. Os resultados mostram um aumento de sobreposição de nicho em um gradiente ambiental como resultado da estacionalidade climática podendo ser parcialmente compensado pela redução em outra dimensão. Neste caso, a partição temporal parece ser um mecanismo viável para redução da competição entre espécies potencialmente competidoras. O terceiro capítulo avaliou a influência da pecuária (principal forma de uso da terra na região) somado à presença de porcos ferais (Sus scrofa) nas relações de competição por interferência entre taiassuídeos. Foram comparados os padrões de atividade e as coocorrências dos taiassuídeos em uma unidade de conservação (livre de porcos) adjacente a uma fazenda de pecuária tradicional (com alta densidade de porcos). As duas espécies parecem adotar diferentes estratégias que permitem a sobrevivência nas fazendas de gado com presença de porcos. Os padrões observados nos caititus sugerem uma utilização mais restrita do espaço e uma tendência em reduzir a sobreposição temporal com seus potenciais competidores. Por outro lado, queixadas expandiram sua ocorrência na fazenda, embora também tenham modificado significativamente seu padrão de atividade permanecendo ativos durante maior parte do dia quando em simpatria com porcos. Contudo, as mudanças observadas na área da fazenda não levaram a um aumento direto da competição entre caititus e queixadas. Adicionalmente, a comparação entre porcos ferais nas duas áreas permite especular sobre a forte dependência desta espécie às mudanças ambientais resultantes da pecuária praticada na região. Por fim, o último capítulo discute os principais resultados e apresenta as conclusões finais. / Pecari tajacu and Tayassu pecari are sympatric over most of their historical range and perform similar functions in the same trophic level. Because of its greater body size and more numerous herds, the white-lipped peccary can be considered the dominant species in a possible interference competition with the collared peccary. However, the competitive relationships between these species are not yet clear and effects of interactions by interference are almost unknown. This study evaluated the effect of climatic seasonality and anthropogenic activities in the relations of interference competition between collared and white-lipped peccaries in the northeastern Brazilian Pantanal. The first chapter is an extensive review of the main themes: peccaries, Pantanal and the introduction of pigs in the region. The second chapter evaluated the effects of climate seasonality from a thermal perspective and water availability on the activity patterns and resource use of collared peccary and white-lipped peccary during wet and dry seasons. The high temperatures associated with water shortage in dry season accentuated the temporal overlap between the species due to the reduction of daytime activity. However, in this period there was a habitat overlap reduction compared to wet period where peccaries avoided the flooded areas. The results show that an increase in niche overlap on the environmental gradient as a result of climatic seasonality may be partially compensated by a reduction in other niche dimensions. In this case, temporal partitioning appears to be a viable mechanism to reduce competition by potentially competing species. The third chapter evaluated the potential influence of livestock (the main form of land use in region) added to the presence of feral hogs in the relations of interference competition between peccaries. It was compared the patterns of activity and co-occurrence of peccaries in a conservation area (free of pigs) adjacent to another area with a traditional cattle ranch (with high density of pigs). Both species seem adopt different strategies that enable their survival in cattle ranches with presence of pigs. The collared peccary patterns suggest a constrained use of space and a trend to reduce the temporal overlap with competitors. On the other hand, white-lipped peccaries increased the occurrence rate and also modified its pattern of activity remaining active during most of the day resulting in a high rate of co-occurrence with feral hogs. However, these changes observed in the cattle ranch area did not result in a direct increase of interference competition between peccaries. Additionally, the comparison between feral hogs in the two areas allows us to speculate about a strong dependence of this species on environmental changes resulting from livestock activities in the region. Finally, the last chapter discusses the main results found and presents the general conclusions.

Distintos padrões de composição de espécies de plantas podem ser observados ao longo de metacomunidades, pois espécies variam de acordo com os diferentes tipos de ambiente e também com a distância geográfica, dado o processo de dispersão. Ainda, estes mecanismos podem causar variação temporal na composição ou abundância de espécies em um sítio devido a alterações que estes mecanismos podem sofrer. Compreender como as mudanças na composição de espécies no espaço, definida como beta diversidade, ou no tempo estão relacionadas ao clima passado, atual ou futuro podem ajudar no planejamento de conservação de uma região. Assim, esta tese esta dividida em quatro capítulos e aborda questões relacionadas com mudanças espaçotemporais na composição de espécies sob uma perspectiva de planejamento de conservação e mudanças climáticas na Mata Atlântica. O primeiro capítulo apresenta um banco de dados com a informação de ocorrência de 1917 espécies de plantas arbóreas distribuídas em 206 comunidades na Mata Atlântica, em diferentes formações florestais (Floresta Atlântica stricto sensu (s.s.), Floresta com Araucária e Floresta Estacional). O segundo capítulo relacionou padrões de beta diversidade com a efetividade da rede de áreas protegidas nas formações florestais do sul da Mata Atlântica (Floresta Atlântica, Floresta com Araucária e Floresta Estacional). Encontramos altos valores de turnover e baixo aninhamento para todas as formações florestais, por isso recomendamos que esforços adicionais precisam almejar o aumento no número de áreas protegidas, especialmente para a Floresta com Araucária e a Floresta Estacional. A maioria das áreas protegidas no sul da Mata Atlântica estão concentradas na região leste, priorizando a Floresta Atlântica s.s. O terceiro capítulo trouxe novas perspectivas sobre a dinâmica da Floresta com Araucária no tempo através da modelagem de nicho ecológica. Durante as flutuações climáticas do Quaternário, estudos palinológicos indicavam uma expansão da Floresta com Araucária, porém nossos resultados demonstraram uma retração da área de cobertura desta floresta, principalmente nas zonas de contato com outras formações florestais. Também observamos que futuramente, se a temperatura continuar aumentando como previsto, a Floresta com Araucária sofrerá uma drástica redução na sua distribuição. Por fim, o capítulo quatro investigou como as espécies de árvores estão respondendo aos efeitos de mudanças climáticas em parcelas permanentes localizadas em ecótonos de florestas Atlânticas. Os resultados mostram que espécies tropicais estão migrando em direção a áreas de maior altitude, ou seja mais frias. Espécies tropicais que já ocorrem em áreas vi de Floresta com Araucária estão apresentando maiores taxas de recrutamento e crescimento, e menor mortalidade do que espécies temperadas, características da Floresta com Araucária. / Distinct patterns of plant species composition can be observed along metacommunities, as species vary in relation to different types of environment and also to the geographic distance, given the dispersal process. These mechanisms may yet lead temporal variation in species composition or abundance in a given place due to fluctuations on these mechanisms. Understanding how changes in species composition across the space, defined as beta diversity, or in time are related with past, current and future climate changes can help conservation planning in a given region. Thus, this thesis is divided into four chapters and discusses shifts in species composition across space and time under the perspective of conservation planning and climate changes in the Atlantic Forest. The first chapter shows a database with 1917 tree species occurrence distributed in 206 sites across distinct forest formations in the Atlantic Forest biome (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). The second chapter related beta diversity patterns with the effectiveness of the current network of protected areas in southern Brazilian Atlantic forests (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). We found high values of turnover and low nestedness for all forest formations, thus additional conservation efforts must target an increase in the number of protected areas, especially for the Araucaria Forest and the Seasonal Forest. Most protected areas are currently limited to the eastern region and prioritize the Atlantic Rainforest. The third chapter brought new insights about the Araucaria Forest dynamics in time through ecological niche models. During the climatic fluctuations of the Quaternary, palynological studies indicated an expansion of the Araucaria Forest, however our results demonstrated an overall retraction of the cover area, mainly in boundary zones with other forest formations. Yet, we showed that in the future, if the temperature continues to increase as expected, the Araucaria Forest would suffer a drastic reduction in its distribution. Finally, the fourth chapter investigated how tree species are responding to climatic changes in permanent plots located in Atlantic forests ecotones. Our results showed that tropical species are migrating towards to colder areas in higher altitudes. Tropical species that already occur in Araucaria Forest areas are even presenting higher rates of recruitment and growth, and lower mortality than temperate species characteristics from the Araucaria Forest.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os fatores que explicam a distribuição observada em plantas e animais é uma pergunta que intriga naturalistas, biogeógrafos e ecólogos há mais de um século. Ainda nos primórdios da disciplina de ecologia, as tolerâncias ambientais já haviam sido apontadas como as grandes responsáveis pelo padrão observado da distribuição dos seres vivos, o que mais tarde levou à concepção de nicho ecológico das espécies. Nos últimos anos, o estudo das distribuições dos organismos ganhou grande impulso e destaque na literatura. O motivo foi a maior disponibilidade de catálogos de presença de espécies, o desenvolvimento de bancos de variáveis ambientais de todo o planeta e de ferramentas computacionais capazes de projetar mapas de distribuição potencial de um dado organismo. Estes instrumentos, coletivamente chamados de Modelos de Distribuição de Espécies (MDEs) têm sido desde então amplamente utilizados em estudos de diferentes escopos. Um deles é a avaliação de potenciais áreas suscetíveis à invasão de organismos exóticos. Este estudo tem, portanto, o objetivo de compreender, através de MDEs, os fatores subjacentes à distribuição de duas espécies de corais escleractíneos invasores nativos do Oceano Pacífico e ambas invasoras bem sucedidas de diversas partes do Oceano Atlântico, destacadamente o litoral fluminense. Os resultados mostraram que os modelos preditivos da espécie Tubastraea coccinea (LESSON, 1829), cosmopolita amplamente difundida na sua região nativa pelo Indo- Pacífico demonstraram de maneira satisfatória suas áreas de distribuição nas áreas invadidas do Atlântico. Sua distribuição está basicamente associada a regiões com alta disponibilidade de calcita e baixa produtividade fitoplanctônica. Por outro lado, a aplicação de MDEs foi incapaz de predizer a distribuição de T. tagusensis (WELLS,1982) no Atlântico. Essta espécie, ao contrário de sua congênere, tem distribuição bastante restrita em sua região nativa, o arquipélago de Galápagos. Através de análises posteriores foi possível constatar a mudança no nicho observado durante o processo de invasão. Finalmente, o sucesso preditivo para T. coccinea e o fracasso dos modelos para T. tagusensis levantam importantes questões sobre quais os aspectos ecológicos das espécies são mais favoráveis à aplicação de MDEs. Adicionalmente, lança importantes ressalvas na utilização recentemente tão difundida destas ferramentas como forma de previsão de invasões biológicas e em estudos de efeitos de alterações climáticas sobre a distribuição das espécies. / The factors underpinning the observed distribution of plants and animals across time and space are a central question in ecology and has intrigued scientists for over a century. But even back on those early times, the role of climatic tolerances of the species were recognized as one of the main explanations for such distributional patterns. Later, these assumptions gave rise to the concept of niche which triggered several advances in the study of natural history. Recently, these studies were addressed in the light of novel computational techniques capable of providing potential distributional maps for a given species, generically called Species Distribution Models (SDMs). This coupled with the broader availability of species occurrence records and of environmental data from international databases made studies with SDMs very popular and ubiquitous in the literature. One of the main uses of the SDMs approach is the assessment of potentially susceptible areas of invasion by non- indigenous species. Therefore, here we used SDMs to better understand the major factors related to the current distribution of two well established invasive scleractinian coral species in the Atlantic, both from the Pacific Ocean. The results showed that the models were successful in predicting the potentially invaded sites by the cosmopolitan Tubastraea coccinea (LESSON, 1829), broadly distributed throughout the Pacific. This species distribution was basically associated with increasing concentrations of calcite and lower levels of phytoplankton activity. However, the models were incapable of predicting the survival and establishment of T. tagusensis (WELLS, 1982) in the Atlantic. This species, unlike its congener, has a very restricted distribution in its native regions, the Galapagos Islands. A posterior analyzes indeed showed a niche shift during the invasion event of T. tagusensis in the Atlantic. Finally, the good modelling results for T. coccinea contrasted with the failure of modelling T. tagusensis invasion highlight important explanations on methodological procedures in SDMs. It also helps to better understand which ecological aspects of the species are favourable toward good modelling performance. In addition to that, these results calls for precaution when analyzing SDMs results, particularly in invasion and climate change scenarios studies.

Os Flavivírus são vírus de 40 50 nm de diâmetro, com formas esféricas e RNA de fita simples, com sentido positivo e aproximadamente 11 kb de comprimento. O Vírus da Febre Amarela, protótipo do grupo, é o agente causador da Febre Amarela, uma antiga doença que causou epidemias generalizadas na África, Américas do Norte e do Sul e Europa do século XVII ao início do século XX, e depois ressurgiu nas últimas décadas na África sub- saariana e América do Sul tropical. O presente trabalho busca a reconstrução da transmissão da Febre Amarela na América do Sul, no tempo e espaço, em especial, considerando a provável influência das populações humanas, primatas não humanos e mosquitos, na evolução e distribuição das linhagens genéticas de Febre Amarela, aplicando modelos de inferência Bayesiana para análises filogenéticas e filogeográficas e testando hipóteses de distribuição geográfica com modelagem de nicho ecológico. Os dados dão poucas evidências de que as estratégias de vacinação vigentes tenham efetivamente colaborado para a diminuição da ocorrência de Febre Amarela, indicando possíveis erros na estratégia de vacinação. A partir da análise Coalescente da população viral de Febre Amarela, a população viral apresentou um decréscimo importante iniciado em meados dos anos 90. A análise filogeográfica sugere um padrão geral de transmissibilidade Source-Sink destacando a região amazônica como fonte de diversidade para as outras áreas estudadas, com uma estrutura filogeográfica secundária em ondas. Assim, as introduções do vírus em áreas fora da amazônia tem ocorrência aleatória e podem ser ligadas temporalmente e geograficamente ao norte da America do Sul. Os modelos de distribuição geográfica corroboram esse padrão e indicam uma área possível para circulação da Febre Amarela ampla, englobando diversos ecótonos. Os resultados indicam um possível efeito em longo prazo da vacinação atuando diretamente sobre a evolução e dinâmica filogenética da Febre Amarela e sugere que monitorar a evolução do vírus da Febre Amarela é uma estratégia válida para compreender sua distribuição geográfica e evidenciar mecanismos complexos de transmissão e introdução. Por sua vez, os modelos de Nicho Ecológico mostraram ser ferramentas adequadas para calcular o risco da doença em determinadas áreas, sem sua ocorrência prévia, contribuindo como um modelo preditivos para orgãos de Vigilância prepararem suas estratégias de prevenção e controle no caso de possível introdução de patógenos / The flaviviruses are viruses of 40-50 nm in diameter, with spherical shaped and single-strand RNA with positive sense and approximately 11 kb in length. The Yellow Fever virus is the prototype of the group and the causative agent of Yellow Fever, a disease which caused widespread epidemics in Africa, North America, South America and Europe of the seventeenth century to the early twentieth century. The disease reemerged in recent decades in sub-Saharan Africa and tropical South America. This manuscript aims to reconstruct, in time and space, the transmission of yellow fever in South America, through the applying of a Bayesian inference model, considering the probable influence of human populations, nonhuman primates and mosquitoes on the evolution and distribution of Yellow Fever genetic lineages. Distributional pattern hypothesis will be tested by computational modeling of ecological niche. The data provide little evidence that current vaccination strategies have effectively contributed to reducing the occurrence of Yellow Fever, indicating possible errors in the vaccination strategy. From the analysis of the Yellow Fever population Coalescence, the viral population showed a significant decrease started in the mid-90s. The phylogeographic analysis suggests a general pattern of transmissibility \"Source-Sink\" highlighting the Amazon region as a source of diversity for the other areas studied, with a secondary phylogeographic wave like structure. Thus, the introductions of the virus into areas outside the Amazon has random occurrence and can be linked temporally and geographically to the north of South America The geographical distribution models corroborate this pattern and indicate a broad possible area for Yellow Fever circulation, encompassing many ecotones. The results indicate a possible long-term effect of vaccination acting directly on the evolution and phylogenetic dynamics of Yellow Fever and suggests that monitoring the evolution of the Yellow Fever virus is a valid strategy to understand the geographical distribution and highlight complex transmission mechanisms and spatial movements. In turn Ecological Niche models showed as an appropriate tool to calculate disease risk in certain areas without previous occurrence of the disease, working as a predictive model for Surveillance institutions prepare their strategies for prevention and control in the case of possible pathogen introduction

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2206.pdf: 3099113 bytes, checksum: 6ffbb2835ce4fa5f313d8a237c6540b9 (MD5) Previous issue date: 2009-01-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / Biological diversity may influence the structure and functioning of communities in several ways, for example, altering the species resource complementarity. However, traditional diversity measures (such as species richness or diversity indices as Shannon or Simpson) have being considered as rough biodiversity estimators. In that sense, several authors suggest that measures taking in account phylogenetic or functional relationships among species would be better predictors than those traditional measures. We can split this thesis in three fractions relatively distinct. The first, compounded by the first chapter, is a brief review on the properties of two promising approaches in Ecology measures of phylogenetic diversity and functional diversity. We present and discuss briefly the major concepts, approaches and applications of these measures that are relatively new to Community Ecology. Podemos divir esta tese em três partes relativamente distintas. The second part, represented by the second chapter, is more theoretical and suggests a simple manner to incorporate the intraspecific variability in functional traits in a functional diversity measure. In this chapter, we demonstrate throught simulations and using empirical data, that it is possible to include the functional variability existing within local populations, and also the variability that exists among populations occurring in disticnt geographical areas. The third section is compoused by the third and fourth chapters where we investigated the effects of different fire frequencies in the structure of cerrado communities. How does fire structures the cerrado woody species in terms of their relatedness and functional traits? In the third chapter we analised the phylogenetic and functional diversities of the cerrado woody species under annual fires, biannual fires, and under fire exclusion for 12 years. We discuss the consequences of an increasing in fire frequency upon these diversities, and also which is the contribution of rare species to those measures. We found that under annual fires functional diversity is reduced significantly, that is, fire selects similar individuals in their functional traits when compared to communities under biannual or fire exclusion. Therefore, high frequency fire is an environmental filter selecting functionally similar species. Also, we show that rare species are important to this diversity. However, we did not find any difference for phylogenetic diversity, that is, different fire frequencies do not change species relatedness in average. Therefore, functional diversity might be somehow independent from evolutionary history. In the fourth chapter we studied the herbaceous-undershrubby species. We investigated the effects of different fire frequencies in total above-ground biomass and also the biomass of functional groups (the tussock grass Tristachya leiostachya Nees, other grasses, woody species, and dry biomass) in savannas subjected to annual fires, biennial fires, and protected from fire in a 12 yr period. Protection from fire during 12 yr resulted in the accumulation of total biomass, which was more than twofold higher in the protected site than in the annually burned site. The negative correlation of T. leiostachya with other grasses and woody species in the annually burned site supports the idea that frequent fires favor this species, and may indicate an outcompeting effect. Therefore, knowledge not only about biomass but especially about its functional components is important to provide a better understanding of the processes and consequences involving different burning strategies. / A diversidade biológica pode influenciar a estrutura e o funcionamento das comunidades de muitas maneiras, como, por exemplo, alterando a complementaridade no uso de recursos pelas espécies. Nesse sentido, muitos autores têm sugerido que medidas que incorporem informações sobre as relações de parentesco das espécies (filogenia) ou das suas características funcionais devem ser melhores previsores dos processos ecológicos das comunidades. Podemos dividir esta tese em três partes relativamente distintas. A primeira, composta pelo primeiro capítulo, consiste em uma breve revisão das propriedades de duas abordagens promissoras em Ecologia medidas de diversidade filogenética e medidas de diversidade funcional. Apresentamos e discutimos os principais conceitos, abordagens e aplicações dessas medidas, que são relativamente novas para a Ecologia de comunidades. A segunda parte, representada pelo segundo capítulo, pode ser considerada mais teórica por sugerir uma maneira de incorporar a variação funcional em indivíduos da mesma espécie (variabilidade intraespecífica) em uma medida de diversidade funcional. Nesse capítulo, demonstramos através de simulações e utilizando dados empíricos de comunidades arbustivo-arbóreas de cerrado que é possível incluir a variação funcional que existe dentro de populações locais e também a variação que existe entre populações que ocorrem em regiões geográficas distintas. A terceira parte da tese é composta pelo terceiro e quarto capítulos. Neles investigamos os efeitos de diferentes frequências de fogo na estruturação de comunidades de plantas do cerrado. Como o fogo estrutura as comunidades arbustivoarbóreas do cerrado em termos das relações de parentesco das espécies e de suas características funcionais? No terceiro capítulo, analisamos as diversidades filogenética e funcional do componente arbustivo-arbóreo sob queimadas anuais, bienais e sob exclusão do fogo por 12 anos. Nesse capítulo, discutimos a influência do aumento da frequência de fogo sobre essas diversidades e também investigamos qual a contribuição das espécies raras nesse contexto. Encontramos que um regime de queima anual reduz significativamente a diversidade funcional da comunidade arbustivo-arbórea, isto é, seleciona indivíduos funcionalmente mais similares em comparação a comunidades sob queima bienal ou sob ausência de fogo. Portanto, o fogo em alta frequência age como um filtro ambiental selecionando indivíduos mais similares em suas características funcionais. Ainda, mostramos que as espécies raras têm uma contribuição importante para a diversidade funcional e, assim, para os padrões encontrados. No entanto, não encontramos diferença para a diversidade filogenética, ou seja, diferentes regimes de fogo não alteram a quantidade de informação em termos de história evolutiva nas comunidades estudadas. Assim, a diversidade funcional pode ser independente da história evolutiva das comunidades. No quarto capítulo nos voltamos para o componente herbáceo-subarbustivo. Estudamos os efeitos do fogo na biomassa total e de grupos funcionais desse componente, que apresenta uma relação muito mais íntima com o fogo. Os grupos funcionais que estudamos foram: i) a gramínea Tristachya leiostachya (capim-flecha), que é a espécie dominante nas áreas abertas do parque; ii) demais gramíneas; iii) plantas lenhosas; e iv) biomassa seca. Nesse capítulo, investigamos os efeitos dos diferentes regimes de fogo na biomassa desses grupos e também como eles estão relacionados entre si. O capim-flecha, além de rebrotar rapidamente e adquirir altos valores de biomassa um ano após a última queimada, segue aumentando sua biomassa e a biomassa seca conforme a frequência de fogo diminui. O acúmulo de biomassa aumenta a indisponibilidade de nutrientes para as demais espécies do componente herbáceo, além de aumentar o sombreamento. Isso poderia explicar a menor biomassa de gramíneas na área protegida do fogo e o valor constante da biomassa de lenhosas nas três áreas. Portanto, nesse capítulo, corroboramos a idéia de que o capim-flecha têm papel fundamental na dinâmica do fogo das savanas (campo cerrado) estudadas.

The Taim Wetland, situated in the Ecological Station (ESEC) Taim, an important wetland in southern Brazil, is fundamental to maintain the ecological stability of the region. The main economic activity in the surroundings of ESEC is the practice of irrigated rice planting through flooding, a process that requires large amounts of water, which are captured in the region of the lakes in the summer months and causing a decrease of ponds levels and Wetland , which may be harmful to this species dependent wetland environment. One way to investigate how species are impacted by this activity is through the integration of information on required environmental conditions for the survival of the species and their interdependence through habitat suitability indices method (HSI). This method is considered a form of ecological niche modeling, which can assist in improvement or development of management strategies of water resources and conservation of biodiversity, being widely used in areas of wetlands. Thus, using this methodology, this study was conducted in order to add information to the survey prepared by Tassi for Wetland Taim in 2008, through the development and validation of HSI, which relate hydrological and habitat aspects, aimed at management proposals of water resources of the local. To do so, were developed five new HSIs for selected indicator species: totora (Scirpus californicus), the white-faced Ibis (Plegadis chihi) and wood stork (Mycteria americana), and reptiles broad-snouted caiman (Caiman latirostris) and the D'orbigny's slider (Trachemys dorbigni). The species designated as indicators of the Wetland were those that could be observed in the field, and were willing to hydrological information. The construction of the HSIs species was made through the water slide height information needed to ensure the conservation of species and area required to be maintained flood free in reproductive period, from the premise that if ideal conditions would be maintained, these assure its chemical processes, food availability and reproductive success. Through a spatial model of environmental quality, specially developed for the Wetland Taim, there was a reproduction of the information of HSIs through thematic maps with color scale, which reflect the environmental suitability to species facing different scenarios. Through the analysis of the HSIs and retention curves were obtained the minimum water level of dimensions and maximum ideal for indicator species for Wetland Taim, corresponding to 1.75 m and 3.10 m, respectively. Water levels in this range of values create an environment to ensure the reproduction of the species and a favorable environment for migratory species of warm season. This, on the other hand, restrict the withdrawal of irrigation water under conditions of lower water availability, but use of this feature could be increased in situations that exceed the maximum limit established for Wetland dimension of the MAH. / O Banhado do Taim, situado na Estação Ecológica (ESEC) do Taim, constitui importante área úmida do sul do Brasil, sendo fundamental na manutenção da estabilidade ecológica da região. A principal atividade econômica no entorno da ESEC é a prática de plantio de arroz irrigado através de inundação, processo que demanda grandes quantias de água, que são captadas das lagoas da região nos meses de verão, ocasionando a redução dos níveis das lagoas e do banhado, o que pode ser prejudicial para espécies dependentes deste ambiente de área úmida. Uma das formas de investigar como as espécies são impactadas por essa atividade é por meio da integração entre informações sobre as condições ambientais necessárias para a sobrevivência das espécies e sua interdependência, através do método de índices de adequabilidade do habitat (IAHs). Esse método é considerado uma forma de modelagem de nicho ecológico, e que pode colaborar no aperfeiçoamento ou desenvolvimento das estratégias de gerenciamento dos recursos hídricos e conservação da biodiversidade, tendo sido amplamente empregado em regiões de áreas úmidas. Assim, utilizando esta metodologia, este trabalho foi desenvolvido com o intuito de acrescentar informações à pesquisa elaborada por Tassi para o Banhado do Taim em 2008, através do desenvolvimento e validação de IAHs, que relacionam aspectos hidrológicos e de habitats, voltados para propostas de gerenciamento dos recursos hídricos do local. Para tanto, foram desenvolvidos cinco novos IAHs para as espécies indicadoras selecionadas: junco (Scirpus californicus), as aves maçarico-preto (Plegadis chihi) e cabeça-seca (Mycteria americana), e os répteis jacaré-do-papo-amarelo (Caiman latirostris) e a tartaruga-tigre-d água (Trachemys dorbigni). As espécies designadas como indicadoras do banhado foram as que puderam ser observadas em campo, e se dispunham de informações hidrológicas. A construção dos IAHs das espécies se deu através da informação de altura de lâmina de água necessária para garantir a conservação das espécies e área necessária a ser mantida livre de inundação em período reprodutivo, a partir da premissa de que se condições ideais fossem mantidas, estas assegurariam seus processos químicos, disponibilidade de alimento e sucesso reprodutivo. Através de um modelo de espacialização da qualidade ambiental, desenvolvido especialmente para o Banhado do Taim, houve uma reprodução das informações dos IAHs por meio de mapas temáticos com escala de cores, que refletem a adequabilidade ambiental para a espécie frente a diferentes cenários. Por meio da análise dos IAHs e das curvas de permanência, foram obtidos as cotas de nível de água mínimo e máximo ideais para as espécies indicadoras do Banhado do Taim, correspondentes a 1,75 m e a 3,10 m, respectivamente. Níveis de água nesta faixa de valores garantiriam um ambiente propício para assegurar a reprodução das espécies e um ambiente favorável para as espécies migratórias de estação quente. Isso, por outro lado, limitaria a retirada de água para irrigação em condições de menor disponibilidade hídrica, mas o uso deste recurso poderia ser aumentado em situações que ultrapassassem o limite da cota de nível máximo estabelecida para o Banhado do Taim.