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.

Structural and Functional Insights from the Metagenome of an Acidic Hot Spring Microbial Planktonic Community in the Colombian Andes

A taxonomic and annotated functional description of microbial life was deduced from 53 Mb of metagenomic sequence retrieved from a planktonic fraction of the Neotropical high Andean (3,973 meters above sea level) acidic hot spring El Coquito (EC). A classification of unassembled metagenomic reads using different databases showed a high proportion of Gammaproteobacteria and Alphaproteobacteria (in total read affiliation), and through taxonomic affiliation of 16S rRNA gene fragments we observed the presence of Proteobacteria, micro-algae chloroplast and Firmicutes. Reads mapped against the genomes Acidiphilium cryptum JF-5, Legionella pneumophila str. Corby and Acidithiobacillus caldus revealed the presence of transposase-like sequences, potentially involved in horizontal gene transfer. Functional annotation and hierarchical comparison with different datasets obtained by pyrosequencing in different ecosystems showed that the microbial community also contained extensive DNA repair systems, possibly to cope with ultraviolet radiation at such high altitudes. Analysis of genes involved in the nitrogen cycle indicated the presence of dissimilatory nitrate reduction to N2 (narGHI, nirS, norBCDQ and nosZ), associated with Proteobacteria-like sequences. Genes involved in the sulfur cycle (cysDN, cysNC and aprA) indicated adenylsulfate and sulfite production that were affiliated to several bacterial species. In summary, metagenomic sequence data provided insight regarding the structure and possible functions of this hot spring microbial community, describing some groups potentially involved in the nitrogen and sulfur cycling in this environment. Citation: Jimenez DJ, Andreote FD, Chaves D, Montana JS, Osorio-Forero C, et al. (2012) Structural and Functional Insights from the Metagenome of an Acidic Hot Spring Microbial Planktonic Community in the Colombian Andes. PLoS ONE 7(12): e52069. doi:10.1371/journal.pone.0052069

In Vitro Schistosomicidal Activity of Some Brazilian Cerrado Species and Their Isolated Compounds

Miconia langsdorffii Cogn. (Melastomataceae), Roupala montana Aubl. (Proteaceae), Struthanthus syringifolius (Mart.) (Loranthaceae), and Schefflera vinosa (Cham. & Schltdl.) Frodin (Araliaceae) are plant species from the Brazilian Cerrado whose schistosomicidal potential has not yet been described. The crude extracts, fractions, the triterpenes betulin, oleanolic acid, ursolic acid and the flavonoids quercetin 3-O-beta-D-rhamnoside, quercetin 3-O-beta-D-glucoside, quercetin 3-O-beta-D-glucopyranosyl-(1-2)-alpha-L-rhamnopyranoside and isorhamnetin 3-O-beta-D-glucopyranosyl-(1-2)-alpha-L-rhamnopyranoside were evaluated in vitro against Schistosoma mansoni adult worms and the bioactive n-hexane fractions of the mentioned species were also analyzed by GC-MS. Betulin was able to cause worm death percentage values of 25% after 120 h (at 100 mu M), and 25% and 50% after 24 and 120 h (at 200 mu M), respectively; besides the flavonoid quercetin 3-O-beta-D-rhamnoside promoted 25% of death of the parasites at 100 mu M. Farther the flavonoids quercetin 3-O-beta-D-glucoside and quercetin 3-O-beta-D-rhamnoside at 100 mu M exhibited significantly reduction in motor activity, 75% and 87.5%, respectively. Biological results indicated that crude extracts of R. montana, S. vinosa, and M. langsdorffii and some n-hexane and EtOAc fractions of this species were able to induce worm death to some extent. The results suggest that lupane-type triterpenes and flavonoid monoglycosides should be considered for further antiparasites studies.

Aspergillus fumigatus mitochondrial electron transport chain mediates oxidative stress homeostasis, hypoxia responses and fungal pathogenesis

We previously observed that hypoxia is an important component of host microenvironments during pulmonary fungal infections. However, mechanisms of fungal growth in these in vivo hypoxic conditions are poorly understood. Here, we report that mitochondrial respiration is active in hypoxia (1% oxygen) and critical for fungal pathogenesis. We generated Aspergillus fumigatus alternative oxidase (aoxA) and cytochrome C (cycA) null mutants and assessed their ability to tolerate hypoxia, macrophage killing and virulence. In contrast to ?aoxA, ?cycA was found to be significantly impaired in conidia germination, growth in normoxia and hypoxia, and displayed attenuated virulence. Intriguingly, loss of cycA results in increased levels of AoxA activity, which results in increased resistance to oxidative stress, macrophage killing and long-term persistence in murine lungs. Thus, our results demonstrate a previously unidentified role for fungal mitochondrial respiration in the pathogenesis of aspergillosis, and lay the foundation for future research into its role in hypoxia signalling and adaptation.

Degree of multicollinearity and variables involved in linear dependence in additive-dominant models

The objective of this work was to assess the degree of multicollinearity and to identify the variables involved in linear dependence relations in additive-dominant models. Data of birth weight (n=141,567), yearling weight (n=58,124), and scrotal circumference (n=20,371) of Montana Tropical composite cattle were used. Diagnosis of multicollinearity was based on the variance inflation factor (VIF) and on the evaluation of the condition indexes and eigenvalues from the correlation matrix among explanatory variables. The first model studied (RM) included the fixed effect of dam age class at calving and the covariates associated to the direct and maternal additive and non-additive effects. The second model (R) included all the effects of the RM model except the maternal additive effects. Multicollinearity was detected in both models for all traits considered, with VIF values of 1.03 - 70.20 for RM and 1.03 - 60.70 for R. Collinearity increased with the increase of variables in the model and the decrease in the number of observations, and it was classified as weak, with condition index values between 10.00 and 26.77. In general, the variables associated with additive and non-additive effects were involved in multicollinearity, partially due to the natural connection between these covariables as fractions of the biological types in breed composition.