Florística e fitossociologia em parcelas permanentes da Mata Atlântica do sudeste do Brasil ao longo de um gradiente altitudinal

Este trabalho resume os dados de florística e fitossociologia de 11, das 14 parcelas de 1 ha, alocadas ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar, São Paulo, Brasil. As parcelas começam na cota 10 m (Floresta de Restinga da Praia da Fazenda, município de Ubatuba) e estão distribuídas até a cota 1100 m (Floresta Ombrófila Densa Montana da Trilha do rio Itamambuca, município de São Luis do Paraitinga) abrangendo os Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar. Na Restinga o solo é Neossolo Quartzarênico francamente arenoso, enquanto que na encosta o solo é um Cambisolo Háplico Distrófico argilo-arenoso, sendo que todas as parcelas apresentaram solo ácido (pH 3 – 4) com alta diluição de nutrientes e alta saturação de alumínio. Na Restinga e no sopé da encosta o clima é Tropical/Subtropical Úmido (Af/Cfa), sem estação seca, com precipitação média anual superior a 2.200 mm e temperatura média anual de 22 °C. Subindo a encosta mantêm-se a média de precipitação, mas há um gradativo resfriamento, de forma que a 1.100 m o clima é Subtropical Úmido (Cfa/Cfb), sem estação seca, com temperatura média anual de 17 °C. Destaca-se ainda que, quase diariamente, a parte superior da encosta, geralmente acima de 400 m, é coberta por uma densa neblina. Nas 14 parcelas foram marcados, medidos e amostrados 21.733 indivíduos com DAP ≥ 4,8 cm, incluindo árvores, palmeiras e fetos arborescentes. O número médio de indivíduos amostrados nas 14 parcelas foi de 1.264 ind.ha–1 (± 218 EP de 95%). Dentro dos parâmetros considerados predominaram as árvores (71% FOD Montana a 90% na Restinga), seguidas de palmeiras (10% na Restinga a 25% na FOD Montana) e fetos arborescentes (0% na Restinga a 4% na FOD Montana). Neste aspecto destaca-se a FOD Terras Baixas Exploradas com apenas 1,8% de palmeiras e surpreendentes 10% de fetos arborescentes. O dossel é irregular, com altura variando de 7 a 9 m, raramente as árvores emergentes chegam a 18 m, e a irregularidade do dossel permite a entrada de luz suficiente para o desenvolvimento de centenas de espécies epífitas. Com exceção da FOD Montana, onde o número de mortos foi superior a 5% dos indivíduos amostrados, nas demais fitofisionomias este valor ficou abaixo de 2,5%. Nas 11 parcelas onde foi realizado o estudo florístico foram encontradas 562 espécies distribuídas em 195 gêneros e 68 famílias. Apenas sete espécies – Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. e Marlierea tomentosa Cambess (ambas Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae) e as Urticaceae Cecropia glaziovii Snethl. e Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini – ocorreram da Floresta de Restinga à FOD Montana, enquanto outras 12 espécies só não ocorreram na Floresta de Restinga. As famílias com o maior número de espécies são Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), 125 Fitossociologia em parcelas permanentes de Mata Atlântica http://www.biotaneotropica.org.br/v12n1/pt/abstract?article+bn01812012012 http://www.biotaneotropica.org.br Biota Neotrop., vol. 12, no. 1 Introdução A Mata Atlântica sensu lato (Joly et al. 1999) é a segunda maior floresta tropical do continente americano (Tabarelli et al. 2005). A maior parte dos Sistemas de Classificação da vegetação brasileira reconhece que no Domínio Atlântico (sensu Ab’Saber 1977) esse bioma pode ser dividido em dois grandes grupos: a Floresta Ombrófila Densa, típica da região costeira e das escarpas serranas com alta pluviosidade (Mata Atlântica – MA – sensu stricto), e a Floresta Estacional Semidecidual, que ocorre no interior, onde a pluviosidade, além de menor, é sazonal. Na região costeira podem ocorrer também Manguezais (Schaeffer-Novelli 2000), ao longo da foz de rios de médio e grande porte, e as Restingas (Scarano 2009), crescendo sobre a planície costeira do quaternário. No topo das montanhas, geralmente acima de 1500 m, estão os Campos de Altitude (Ribeiro & Freitas 2010). Em 2002, a Fundação SOS Mata Atlântica em parceria com o INPE (Instituto..., 2002) realizaram um levantamento que indica que há apenas 7,6% da cobertura original da Mata Atlântica (s.l.). Mais recentemente Ribeiro et al. (2009) refinaram a estimativa incluindo fragmentos menores, que não haviam sido contabilizados, e concluíram que resta algo entre 11,4 e 16% da área original. Mesmo com esta fragmentação, o mosaico da Floresta Atlântica brasileira possui um dos maiores níveis de endemismos do mundo (Myers et al. 2000) e cerca da metade desses remanescentes de grande extensão estão protegidos na forma de Unidades de Conservação (Galindo & Câmara 2005). Entre os dois centros de endemismo reconhecidos para a MA (Fiaschi & Pirani 2009), o bloco das regiões sudeste/sul é o que conserva elementos da porção sul de Gondwana (Sanmartin & Ronquist 2004), tido como a formação florestal mais antiga do Brasil (Colombo & Joly 2010). Segundo Hirota (2003), parte dos remanescentes de MA está no estado de São Paulo, onde cerca de 80% de sua área era coberta por florestas (Victor 1977) genericamente enquadradas como Mata Atlântica “sensu lato” (Joly et al. 1999). Dados de Kronka et al. (2005) mostram que no estado restam apenas 12% de área de mata e menos do que 5% são efetivamente florestas nativas pouco antropizadas. Nos 500 anos de fragmentação e degradação das formações naturais, foram poupadas apenas as regiões serranas, principalmente a fachada da Serra do Mar, por serem impróprias para práticas agrícolas. Usando o sistema fisionômico-ecológico de classificação da vegetação brasileira adotado pelo IBGE (Veloso et al. 1991), a Floresta Ombrófila Densa, na área de domínio da Mata Atlântica, foi subdividida em quatro faciações ordenadas segundo a hierarquia topográfica, que refletem fisionomias de acordo com as variações das faixas altimétricas e latitudinais. No estado de São Paulo, na latitude entre 16 e 24 °S temos: 1) Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas - 5 a 50 m de altitude; 2) Floresta Ombrófila Densa Submontana – no sopé da Serra do Mar, com cotas de altitude variando entre 50 e 500 m; 3) Floresta Ombrófila Densa Montana – recobrindo a encosta da Serra do Mar propriamente dita, em altitudes que variam de 500 a 1.200 m; 4) Floresta Ombrófila Densa Altimontana – ocorrendo no topo da Serra do Mar, acima dos limites estabelecidos para a formação montana, onde a vegetação praticamente deixa de ser arbórea, pois predominam os campos de altitude. Nas últimas três décadas muita informação vem sendo acumulada sobre a composição florística e a estrutura do estrato arbóreo dos remanescentes florestais do estado, conforme mostram as revisões de Oliveira-Filho & Fontes (2000) e Scudeller et al. (2001). Em florestas tropicais este tipo de informação, assim como dados sobre a riqueza de espécies, reflete não só fatores evolutivos e biogeográficos, como também o histórico de perturbação, natural ou antrópica, das respectivas áreas (Gentry 1992, Hubbell & Foster 1986). A síntese dessas informações tem permitido a definição de unidades fitogeográficas com diferentes padrões de riqueza de espécies e apontam para uma diferenciação, entre as florestas paulistas, no sentido leste/oeste (Salis et al. 1995, Torres et al. 1997, Santos et al. 1998). Segundo Bakker et al. (1996) um método adequado para acompanhar e avaliar as mudanças na composição das espécies e dinâmica da floresta ao longo do tempo é por meio de parcelas permanentes (em inglês Permanent Sample Plots –PSPs). Essa metodologia tem sido amplamente utilizada em estudos de longa duração em florestas tropicais, pois permite avaliar a composição e a estrutura florestal e monitorar sua mudança no tempo (Dallmeier 1992, Condit 1995, Sheil 1995, Malhi et al. 2002, Lewis et al. 2004). Permite avaliar também as consequências para a floresta de problemas como o aquecimento global e a poluição atmosférica (Bakker et al. 1996). No Brasil os projetos/programas que utilizam a metodologia de Parcelas Permanentes tiveram origem, praticamente, com o Projeto Rubiaceae (49) e Lauraceae (49) ao longo de todo gradiente da FOD e Monimiaceae (21) especificamente nas parcelas da FOD Montana. Em termos de número de indivíduos as famílias mais importantes foram Arecaceae, Rubiaceae, Myrtaceae, Sapotaceae, Lauraceae e na FOD Montana, Monimiaceae. Somente na parcela F, onde ocorreu exploração de madeira entre 1960 e 1985, a abundância de palmeiras foi substituída pelas Cyatheaceae. O gradiente estudado apresenta um pico da diversidade e riqueza nas altitudes intermediárias (300 a 400 m) ao longo da encosta (índice de Shannon-Weiner - H’ - variando de 3,96 a 4,48 nats.indivíduo–1). Diversas explicações para este resultado são apresentadas neste trabalho, incluindo o fato dessas altitudes estarem nos limites das expansões e retrações das diferentes fitofisionomias da FOD Atlântica durante as flutuações climáticas do Pleistoceno. Os dados aqui apresentados demonstram a extraordinária riqueza de espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, reforçando a importância de sua conservação ao longo de todo o gradiente altitudinal. A diversidade desta floresta justifica também o investimento de longo prazo, através de parcelas permanentes, para compreender sua dinâmica e funcionamento, bem como monitorar o impacto das mudanças climáticas nessa vegetação.

Litterfall and leaf decomposition in forest fragments under different successional phases on the Atlantic Plateau of the state of Sao Paulo, Brazil

Litterfall and litter decomposition are vital processes in tropical forests because they regulate nutrient cycling. Nutrient cycling can be altered by forest fragmentation. The Atlantic Forest is one of the most threatened biomes in the world due to human occupation over the last 500 years. This scenario has resulted in fragments of different size, age and regeneration phase. To investigate differences in litterfall and leaf decomposition between forest successional phases, we compared six forest fragments at three different successional phases and an area of mature forest on the Atlantic Plateau of Sao Paulo, Brazil. We sampled litter monthly from November 2008 to October 2009. We used litterbags to calculate leaf decomposition rate of an exotic species, Tipuana tipu (Fabaceae), over the same period litter sampling was performed. Litterfall was higher in the earliest successional area. This pattern may be related to the structural properties of the forest fragments, especially the higher abundance of pioneer species, which have higher productivity and are typical of early successional areas. However, we have not found significant differences in the decomposition rates between the studied areas, which may be caused by rapid stabilization of the decomposition environment (combined effect of microclimatic conditions and the decomposers activities). This result indicates that the leaf decomposition process have already been restored to levels observed in mature forests after a few decades of regeneration, although litterfall has not been entirely restored. This study emphasizes the importance of secondary forests for restoration of ecosystem processes on a regional scale.

First observation of alternative food usage (extrafloral nectar) by the assassin bug Atopozelus opsimus (Hemiptera, Reduviidae)

First observation of alternative food usage (extrafloral nectar) by the assassin bug Atopozelus opsimus (Hemiptera, Reduviidae). Assassin bugs (Reduviidae) are voracious insects that prey on other arthropods. Recent evidences have pointed out that these predators also feed on plant derived substances in rare opportunities. The present study describes the feeding behavior of the reduviid Atopozelus opsimus on extrafloral nectaries of Inga vera (Fabaceae) in a Neotropical savanna area. It was investigated if the insects feed more frequently of extrafloral nectar or prey, and if individuals of different stages of development vary according to feeding behavior. Notably, the results suggest that the diet of all instars and adults consist mainly of extrafloral nectar (N = 1013), in detriment of captured prey ingestion (N = 18). Also, there was no variation on feeding behavior and life stage.

Possible Host Adaptation as an Evolution Factor of Cowpea aphid-borne mosaic virus Deduced by Coat Protein Gene Analysis

Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV) causes major diseases in cowpea and passion flower plants in Brazil and also in other countries. CABMV has also been isolated from leguminous species including, Cassia hoffmannseggii, Canavalia rosea, Crotalaria juncea and Arachis hypogaea in Brazil. The virus seems to be adapted to two distinct families, the Passifloraceae and Fabaceae. Aiming to identify CABMV and elucidate a possible host adaptation of this virus species, isolates from cowpea, passion flower and C.hoffmannseggii collected in the states of Pernambuco and Rio Grande do Norte were analysed by sequencing the complete coat protein genes. A phylogenetic tree was constructed based on the obtained sequences and those available in public databases. Major Brazilian isolates from passion flower, independently of the geographical distances among them, were grouped in three different clusters. The possible host adaptation was also observed in fabaceous-infecting CABMV Brazilian isolates. These host adaptations possibly occurred independently within Brazil, so all these clusters belong to a bigger Brazilian cluster. Nevertheless, African passion flower or cowpea-infecting isolates formed totally different clusters. These results showed that host adaptation could be one factor for CABMV evolution, although geographical isolation is a stronger factor.

Biochemical Aspects of a Serine Protease from Caesalpinia echinata Lam. (Brazilwood) Seeds: A Potential Tool to Access the Mobilization of Seed Storage Proteins

Several proteins have been isolated from seeds of leguminous, but this is the first report that a protease was obtained from seeds of Caesalpinia echinata Lam., a tree belonging to the Fabaceae family. This enzyme was purified to homogeneity by hydrophobic interaction and anion exchange chromatographies and gel filtration. This 61-kDa serine protease (CeSP) hydrolyses H-D-prolyl-L-phenylalanyl-L-arginine-p-nitroanilide (K-m 55.7 mu M) in an optimum pH of 7.1, and this activity is effectively retained until 50 degrees C. CeSP remained stable in the presence of kosmotropic anions (PO43-, SO42-, and CH3COO-) or chaotropic cations (K+ and Na+). It is strongly inhibited by TLCK, a serine protease inhibitor, but not by E-64, EDTA or pepstatin A. The characteristics of the purified enzyme allowed us to classify it as a serine protease. The role of CeSP in the seeds cannot be assigned yet but is possible to infer that it is involved in the mobilization of seed storage proteins.

FRUGIVORY OF NEOSILBA SPECIES (DIPTERA: LONCHAEIDAE) AND THEPYTUS ECHELTA (LEPIDOPTERA: LYCAENIDAE) ON PSITTACANTHUS (SANTALALES: LORANTHACEAE) IN ECOTONAL CERRADO-SOUTH PANTANAL, BRAZIL

This paper presents a survey of the insects that feed on fruits of Psittacanthus Martius (Santalales: Loranthaceae), a hemiparasitic mistletoe genus that infects trees in Brazil and other neotropical countries. The aim of the study was to identify candidate insects for biological control of Psittacanthus mistletoes. Unripe and mature fruits were collected in several localities of Cerrado, bordering South Pantanal, Southwestern Brazil, from 29 Apr 1998 to 30 Jul 2000. A total of 24,710 fruits (54 samples) of Psittacanthus acinarius infecting 15 species from 10 plant families were evaluated. Psittacanthus acinarius (Mart.) was the most abundant and frequent species of mistletoe parasitizing trees in the ecotonal Cerrado-Pantanal. From 24,710 fruits of Psittacanthus acinarius were obtained 1,812 insect larvae including 1,806 Neosilba McAlpine (Diptera: Lonchaeidae) species and 6 Thepytus echelta (Hewitson) (Lepidoptera: Lycaenidae). From these emerged 1,550 Neosilba spp. adults and 6 T. echelta. Neosilba pantanense Strikis was described from this research. Larvae of T. echelta occurred in fruits of P. acinarius parasitizing Cecropia pachystachya Trecul (Urticaceae) and Anadenanthera colubrina (Vellozo) Brenan (Fabaceae). Larvae of Neosilba caused no adverse effects on the germination of infected fruits of Psittacanthus, because they do not eat the embryo or viscin tissues. This differs from the larvae of T. echelta that interrupted the germination of seeds by feeding on those tissues. Thepytus echelta may be a promising insect for the biological control of P. acinarius in the ecotonal Cerrado-Pantanal, although its abundance and frequency were low throughout the sampling period.

The Panama microplate, island studies and relictual species of Melipona (Melikerria) (Hymenoptera: Apidae: Meliponini)

The endemic stingless honey-making bee Melipona (Melikerria) insularissp.n. on Coiba and Rancheria Islands in Pacific Panama is described, together with the proposed sister species, M. ambigua sp.n. from northeast Colombia. The Coiba Island group and Panama mainland were surveyed, yielding one meliponine endemic (M. insularissp.n.) and six meliponine genera and species. The poor Coiba fauna of amphibians and birds corresponds to the poor social bee fauna and suggests habitat barriers generally precluded recolonization from the mainland during glacial periods. Many animals became extinct, yet some remain as relicts. Melipona insularissp.n. was isolated on accreted terranes of Coiba rainforest in the Panama microplate. Morphology suggests that M. insularissp.n. is not a direct descendant of the San Blas-E. Panama endemic Melikerria, M. triplaridis. A phylogenetic hypothesis corroborates disjunct distributions. Rainforest endemics such as Peltogyne purpurea (Fabaceae) and Ptilotrigona occidentalis (Apidae, Meliponini) also occur as relictual, disjunct populations in Central and South America. These may have been isolated before accelerated biotic exchange began 2.4 Ma. Our work supports the geological findings of both a volcanic arc and the San Blas massif providing a substantial bridge for Melikerria from Colombia and Panama in Eocene to Miocene times. We suggest there have been taxon cycles permitting recolonization during glaciations, whereby colonies of M. insularissp.n. were able to recolonize Rancheria, a 250 ha island, 2 km from Coiba. However, rafting colonies nesting in trees, carried on vegetation mats, may have produced founding populations of Melipona in Central America and on oceanic islands such as Coiba.

Caracterização de uma floresta estacional semidecidual em Varginha, MG. E comparação com remanescentes da região.

Foi realizado o levantamento florístico e fitossociológico na porção mais extensa de mata no Parque Florestal Municipal São Francisco de Assis, na cidade de Varginha, sul de Minas Gerais. A área tem cerca de 10 ha e é cortada por um pequeno córrego. Foram lançadas 25 parcelas de 20m x 20m e medidos e cadastrados todos os indivíduos arbóreos com DAP > 5cm. Foram encontrados 1568 indivíduos que, juntos, somaram área basal de 23,65 m2, sendo registrados 102 espécies, 72 gêneros e 42 famílias no levantamento fitossociológico e 111 espécies, 77 gêneros e 43 famílias no levantamento florístico. As famílias com maior número de espécies foram Myrtaceae, Fabaceae e Melastomataceae. As espécies de maior valor de importância foram Casearia arborea, Copaifera langsdorffii, Tachigali rugosa e Myrcia splendens. Os resultados encontrados são os esperados para as Florestas Estacionais Semideciduais da região.

Composição, diversidade e distribuição geográfica de plantas vasculares de uma Floresta Ombrófila Densa Atlântica do Sudeste do Brasil

In the Montane and Submontane Rain Forest of the Carlos Botelho State Park - PECB (ca. 37,000 ha) the composition, richness and geographical distribution of native, vascular forest species was evaluated. The analysis of 1143 species of 140 families supported the pattern found for other forests of Eastern Brazil, showing high species richness of Myrtaceae (85 species), Orchidaceae (81), Fabaceae (57), Asteraceae, Melastomataceae (54), Lauraceae (53), Rubiaceae (51), Bromeliaceae (43), Piperaceae (30) and Solanaceae (25), besides ferns (123). The most species-rich genera were Eugenia (34), Ocotea (26), Leandra, Myrcia, Vriesea (18), Piper, Solanum (16), Miconia (14), Mollinedia (13), and Peperomia (12). The richness and composition varied greatly among life forms, as well as the number of families represented in each one of them (only Rubiaceae had species in all life forms, except parasites). Trees had the largest contribution of total richness (39.1%), a value that represented more than 20% of the species listed for the whole Atlantic Forest of Southeastern Brazil. Trees were followed by epiphytes (22.4%), herbs (18.4%), shrubs (10.1%), lianas (9.1%), and parasites (0.9%). The overall richness and composition of life forms was quite close to other neotropical forests (e.g. high contribution of ferns among epiphytes), although some life forms remain undersampled in the PECB (mainly herbs, lianas and epiphytes). The occurrence of species endemic to the Atlantic Forest was pronounced (65%), with a predominance of species restricted to the Southern Atlantic Forest (43%). Pantropical species were rare (2%), being more common among ferns. Myrtaceae and Melastomataceae were the families with greater number and proportion of endemic species.

Molecular cloning and insecticidal effect of Inga laurina trypsin inhibitor on Diatraea saccharalis and Heliothis virescens

Native Inga laurina (Fabaceae) trypsin inhibitor (ILTI) was tested for anti-insect activity against Diatraea saccharalis and Heliothis virescens larvae. The addition of 0.1% ILTI to the diet of D. saccharalis did not alter larval survival but decreased larval weight by 51%. The H. virescens larvae that were fed a diet containing 0.5% ILTI showed an 84% decrease in weight. ILTI was not digested by the midgut proteinases of either species of larvae. The trypsin levels were reduced by 55.3% in the feces of D. saccharalis and increased by 24.1% in the feces of H. virescens. The trypsin activity in both species fed with ILTI was sensitive to the inhibitor, suggesting that no novel proteinase resistant to ILTI was induced. Additionally, ILTI exhibited inhibitory activity against the proteinases present in the larval midgut of different species of Lepidoptera. The organization of the ilti gene was elucidated by analyzing its corresponding genomic sequence. The recombinant ILTI protein (reILTI) was expressed and purified, and its efficacy was evaluated. Both native ILTI and reILTI exhibited a similar strong inhibitory effect on bovine trypsin activity. These results suggest that ILTI presents insecticidal properties against both insects and may thus be a useful tool in the genetic engineering of plants. (c) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.