Orientadora : Profª. Drª. Lucia Massutti de Almeida / Orientador : Prof. Dr. Mauricio Osvaldo Moura / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Entomologia). Defesa: Curitiba, 28/04/2014 / Inclui referências / Área de concentração : Entomologia / Uso da modelagem ecológica de nichos como ferramenta para o conhecimento da distribuição geográfica potencial de Coleoptera de importância forense no Brasil
Resumo
O uso de insetos na área médico-legal tem crescido muito no Brasil, tanto na coleta e descrição da diversidade associada a corpos em decomposição, quanto na aplicação da entomologia forense em casos reais. Entretanto, a grande diversidade da fauna e as peculiaridades de cada bioma demandam estudos regionais. A estimativa da distribuição potencial das espécies por meio da modelagem ecológica de nichos pode gerar importantes resultados para a entomologia forense, principalmente em casos de deslocamento de cadáver, auxilio na identificação e delimitação de áreas para a realização de experimentos de sucessão entomológica e levantamento de fauna. O principal objetivo deste trabalho é determinar a distribuição potencial de espécies necrófagas de Coleoptera, mais especificamente: 1) comparar os diferentes algoritmos e tipos de dados ambientais e sua capacidade em predizer a distribuição das espécies de interesse forense; 2) avaliar os resultados combinados da sensitividade e especificidade dos modelos das diferentes espécies para avaliar seu uso em casos de deslocamento de cadáver; 3) comparar o desempenho dos modelos utilizando variáveis selecionadas por PCA e as selecionadas com base no conhecimento biológico do grupo; 4) a partir dos resultados obtidos, indicar áreas para a validação dos modelos. Para o estudo foram escolhidas 13 espécies necrófagas reportadas em estudos de entomologia forense. Os dados de distribuição foram obtidos por meio de revisão bibliográfica e viagens às principais coleções entomológicas do Brasil. Foram utilizados cinco métodos de modelagem com dois conjuntos de variáveis ambientais para gerar os modelos, 12 selecionadas com base no conhecimento biológico dos insetos e outras seis derivadas de uma análise de componentes principais. A avaliação dos modelos foi feita por AUC e TSS. A variação do AUC mostrou uma interação significativa entre o tipo de algoritmo e o tipo de conjunto de dados ambientais utilizados na modelagem (F4, 32=7,142, p<0,001), os modelos com as variáveis escolhidas utilizando o algoritmo Maxent apresentaram os maiores valores de AUC. Os valores de TSS usando o LPT como limiar são menores do que o ROC, em todos os testes as variáveis escolhidas apresentaram valores superiores do que as variáveis derivadas da PCA (TSS-LPT F(1, 8)=9,6519, p=0,01452 ;ROC: F(1, 8)=16,774, p=0,00346). Os resultados desse estudo servem para chamar a atenção de como a modelagem de distribuição pode ter uma contribuição efetiva à entomologia forense. Algumas das espécies estudadas apresentaram padrões de restrição para biomas ou regiões. Ao considerar a aplicação deste conhecimento para casos de deslocamento de cadáver, as preferências quanto ao tipo de ambiente permitem que as áreas de ocorrência potencial para estes insetos sejam delimitadas de maneira ainda mais eficaz. As regiões indicadas pelos modelos incluem muitos estados sem registros de ocorrência ou de grupos pesquisa atuantes na área, essas devem ser o foco de coletas e experimentos. O aperfeiçoamento dos modelos depende da quantidade de informação disponível sobre as espécies, não somente de distribuição, mas estudos sobre o comportamento, ecologia e biologia devem ser considerados para aperfeiçoar a interpretação dos modelos. Este foi o primeiro trabalho a utilizar a modelagem ecológica de nichos em conjunto com a entomologia forense e apresenta resultados promissores para o direcionamento da aplicação e experimentos na área.
Palavras-Chave: Besouros, Entomologia Forense, Necrófagos, Maxent. / Use of ecological niche modeling as a tool for understanding the potential geographic distribution of Coleoptera of forensic importance in Brazil
Abstract
The use of insects in medico legal area has been growing in Brazil, both in the collection and description of the diversity associated with decomposing bodies, as in the application of forensic entomology in real cases. However, the great diversity of fauna and the peculiarities of each Brazilian biome demand for regional studies. The estimate of species potential distribution by ecological niche modeling may generate relevant results for forensic entomology, particularly in cases of body displacement, aid in identifying and delineation of areas for carrying out experiments of entomological succession and fauna survey. The main objective of this study is to determine the potential distribution of necrophagous species of Coleoptera, specifically: 1) to compare the different algorithms and types of environmental data and its ability to predict the distribution of the species of forensic interest; 2) to evaluate the combined results of sensitivity and specificity of models of different species to evaluate its use in cases of body displacement; 3) compare the performance of models using variables selected by PCA and selected based on biological knowledge of the group; 4) from the results obtained, indicate areas to validate the models. For the study were chosen necrophagous 13 species reported in forensic entomology studies. The distribution data were obtained through literature review and visits to the main entomological collections in Brazil. Five modeling methods were used with two sets of environmental variables to generate the models, 12 selected based on biological knowledge of insects and six derived from a principal component analysis. The evaluation of the models was performed by AUC and TSS. The variation of AUC showed a significant interaction between the type of algorithm and the type of environmental data set used in modeling (F4, 32=7,142, p<0,001), models with variables chosen using the Maxent algorithm showed the highest values AUC. TSS values using the LPT as a threshold are lower than for the ROC in all the chosen variables tests showed higher values for the variables derived from PCA (TSS LPT F (1, 8) = 9.6519, p = 0.01452; ROC: F (1, 8) = 16.774, p = 0.00346). The results of this study serve to draw attention to how modeling distribution can have an effective contribution to forensic entomology. Some of the studied species showed restriction patterns for biomes or regions. When considering the application of this knowledge to cases of body displacement, preferences regarding the type of environment allow potential areas of occurrence for these insects to be delimited more effectively. The regions indicated by the models include many states without occurrence records or research groups working in the area, these should be the focus of collections and experiments. The improvement of models depends on the amount of information available on the species, not only distribution, but studies on the behavior, ecology and biology should be considered to improve the interpretation of models. This is the first study using ecological niche modeling in combination with forensic entomology and shows promising results to guide the application and experiments in the area.
Palavras-Chave: Beetkes, Forensic Entomology, Necrophagous, Maxent.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/37130 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Corrêa, Rodrigo César |
| Contributors | Almeida, Lucia Massutti de, 1951-, Moura, Mauricio Osvaldo, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas (Entomologia) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 100f. : il. algumas color., maps., grafs., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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