Big fish are the best: Seed dispersal of Bactris glaucescens by the pacu fish (Piaractus mesopotamicus) in the Pantanal, Brazil

We studied the potential role as seed disperser of the pacu fish (Piaracrus mesopotamicus, Characidae) in the Pantanal of Brazil. The most important food item in the diet of the pacu in the wet season was fruits of the palm Bactris glaucescens found in the guts of 73 percent of all fishes collected (N = 70). We found a positive relationship between fish length, weight, and gape size and the number of intact seeds in their gut. Therefore, large pacus are especially important in dispersing B. glaucescens seeds within the studied system. Since the best seed dispersers are the largest fishes, which are preferred by commercial fisheries, we predict that the ongoing over fishing in freshwater ecosystems will have major impacts on the dispersal system of fish-dependent plants. We suggest that it is paramount to change the attitudes in fisheries management of fruit-eating fishes and urgent to evaluate the impact of fishing on forest regeneration.

Frugivory and Seed Dispersal by Northern Pigtailed Macaques (Macaca leonina), in Thailand

Tropical rain forest conservation requires a good understanding of plant-animal interactions. Seed dispersal provides a means for plant seeds to escape competition and density-dependent seed predators and pathogens and to colonize new habitats. This makes the role and effectiveness of frugivorous species in the seed dispersal process an important topic. Northern pigtailed macaques (Macaca leonina) may be effective seed dispersers because they have a diverse diet and process seeds in several ways (swallowing, spitting out, or dropping them). To investigate the seed dispersal effectiveness of a habituated group of pigtailed macaques in Khao Yai National Park, Thailand, we examined seed dispersal quantity (number of fruit species eaten, proportion in the diet, number of feces containing seeds, and number of seeds processed) and quality (processing methods used, seed viability and germination success, habitat type and distance from parent tree for the deposited seeds, and dispersal patterns) via focal and scan sampling, seed collection, and germination tests. We found thousands of seeds per feces, including seeds up to 58 mm in length and from 88 fruit species. Importantly, the macaques dispersed seeds from primary to secondary forests, via swallowing, spitting, and dropping. Of 21 species, the effect of swallowing and spitting was positive for two species (i. e., processed seeds had a higher % germination and % viability than control seeds), neutral for 13 species (no difference in % germination or viability), and negative (processed seeds had lower % germination and viability) for five species. For the final species, the effect was neutral for spat-out seeds but negative for swallowed seeds. We conclude that macaques are effective seed dispersers in both quantitative and qualitative terms and that they are of potential importance for tropical rain forest regeneration. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

Estrutura de uma comunidade arbórea de floresta estacional semidecídua não pertubada no noroeste paulista em relação à outra comunidade com indicadores de perturbação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Frugivoria por morcegos em floresta estacional semidecídua: dieta, riqueza de espécies e germinação de sementes após passagem pelo sistema digestivo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos ecofisiológicos da germinação de sementes de mulateiro (Calycophyllum spruceanum Benth.) Rubiaceae

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

Regeneração florestal associada a tamanhos de clareiras: implicações para o manejo florestal sustentável

A crença na capacidade de regeneração florestal é um dos principais sustentáculos da concepção de manejo madeireiro sustentável em longo prazo. O desempenho do processo regenerativo, por sua vez, depende da intensidade dos danos causados pela atividade madeireira, os quais podem ser reduzidos desde que se disponha de dados sistemáticos que orientem critérios adequados ao bom manejo florestal. O presente estudo, realizado em Paragominas, Pará, tem como objetivo avaliar como o tamanho das clareiras afeta a regeneração florestal. Para efetivar essa avaliação, foram monitorados elos do processo regenerativo (e. g., herbívoros vertebrados, chuva de sementes, fatores físicos) e/ou vários atributos diretos da regeneração (e. g., densidade, riqueza, crescimento, recrutamento, mortalidade de plantas) em dois sítios do referido município. Na Fazenda Rio Capim, com exploração recente, quinze clareiras com idade de 1,3 ano foram selecionadas em cerca de 300 ha de floresta explorada sob impacto reduzido e monitoradas durante 15 meses. As clareiras compreenderam três categorias de tamanho: 05 pequenas (30-100 m2), 05 médias (500-800 m2) e 05 grandes (> 1.500 m2). Na Fazenda Cauaxi, com exploração antiga, somente os atributos diretos da regeneração foram avaliados em doze clareiras com 8,5 anos de idade, sendo quatro de cada categoria de tamanho acima mencionada, exceto as clareiras grandes que foram menores (1.000-1.400 m2). A hipótese geral deste estudo é que o comportamento dos diversos fatores analisados favorecerá maior riqueza de espécies em regime de distúrbios intermediários, neste caso, em clareiras médias (sensu Connell, 1978). De modo geral, essa hipótese não foi corroborada. Na Fazenda Rio Capim (1,3 ano pós-exploração), apesar das clareiras grandes terem sido significativamente mais pobres em espécies do que todos os demais ambientes, as clareiras médias não foram aquelas que apresentaram maior riqueza. Dentre os tamanhos de clareiras analisados, as clareiras grandes foram as que mais se diferenciaram da condição controle (floresta fechada), apresentando maiores temperaturas, maior densidade e crescimento da regeneração e maior taxa de crescimento de cipós. Nas clareiras médias, os cipós e espécies pioneiras também cresceram significativamente mais rápido do que nas clareiras pequenas e floresta fechada. As clareiras pequenas foram mais semelhantes à floresta fechada, diferindo apenas por sua maior densidade de indivíduos de espécies pioneiras e maior taxa de crescimento da regeneração (exceto cipós). A chuva de sementes e o impacto de mamíferos herbívoros sobre a regeneração foram indiferentes ao tamanho das clareiras, mas mostraram-se dependentes de características pontuais, como presença de fontes alimentares para atrair fauna e fornecer sementes. As clareiras antigas (8,5 anos) da Fazenda Cauaxi não apresentaram nenhuma divergência significativa entre si nem com a amostra controle. Comparativamente com as clareiras jovens, as clareiras antigas denotaram menor densidade e maior riqueza relativa. Considerando-se todas as diferenças observadas entre os diferentes tamanhos de clareiras e floresta fechada e suas potenciais implicações sobre o processo regenerativo, recomenda-se que grandes clareiras sejam evitadas. As clareiras pequenas e médias reúnem mais atributos favoráveis à sustentabilidade do manejo madeireiro.

Impactos da exploração madeireira sobre a fauna de formigas e conseqüências para a remoção de sementes florestais na Amazônia Oriental

A exploração madeireira na Amazônia atinge anualmente cerca de 1,5 milhões de hectares de floresta. Esta atividade promove mudanças estruturais e microclimáticas na floresta, que potencialmente afetam a diversidade e a composição das espécies animais. Como grande parte das sementes florestais são dispersas por animais, a regeneração dos ambientes explorados pode ser comprometida. Por outro lado, é possível que a fauna de florestas exploradas através de técnicas de extração madeireira com impactos reduzidos, mantenha sua integridade original, não afetando os mecanismos de dispersão de sementes. Tomando as formigas como um grupo animal ecologicamente representativo e integrado aos processos de regeneração, via dispersão e predação de sementes, foi avaliado neste trabalho se (1) a exploração madeireira afeta a fauna (diversidade e composição de espécies) destes insetos, se (2) planos de exploração de baixo impacto são capazes de preservá-la e se (3) a exploração afeta a eficiência ecológica das formigas na remoção (dispersão ou predação) de sementes. Os efeitos da exploração madeireira sobre a diversidade e a composição de espécies de formigas, bem como sobre a remoção de sementes florestais realizada por estes insetos, foram investigados em três ambientes de floresta, no município de Paragominas, estado do Pará: uma floresta que sofreu exploração madeireira convencional (FC), outra floresta explorada por técnicas de extração de baixo impacto (FB) e uma floresta primária, como controle (FP). A fauna de formigas foi amostrada em quatro ocasiões de coleta durante o ano de 1998. Em cada ocasião, as formigas foram coletadas através do método de Winkler, em quatro transecções por área. O experimento de remoção de sementes foi realizado colocando-se sementes de seis espécies madeireiras, distribuídas em 12 pontos por ambiente. Durante o experimento, foi quantificado diariamente o número de formigas e outros artrópodes visitando as sementes. O número total de sementes removidas por ambiente foi contado ao final do experimento. A diversidade e a abundância de espécies de formigas não foram afetadas pela exploração madeireira. Contudo, a composição de espécies foi alterada em 36% na FB e 37% na FC. O gênero Pheidok teve sua riqueza e abundância reduzidas exclusivamente na FC. A remoção de sementes também foi significativamente menor (ca. 33%) na FC se comparada àquela registrada na FB e FP. As formigas representaram 92% dos artrópodes que visitaram as sementes, nos três ambientes. As sementes maiores foram as mais removidas, independente de sua adaptação ao dispersor e do ambiente estudado. Os resultados obtidos sugerem que a exploração madeireira pode promover modificações na composição de espécies de formigas, sem, contudo, alterar sua diversidade (exceto de Pheidok). O sistema de exploração com baixo impacto é capaz de preservar a diversidade de espécies de Pheidole, garantindo quantitativamente, uma mobilização de sementes semelhante à de uma floresta primária. Por outro lado, a exploração convencional pode diminuir a diversidade deste gênero, resultando em um menor número de sementes removidas. Tal redução, possivelmente compromete a regeneração da floresta após a retirada da madeira.

Influências dos ninhos de saúva (Formicidae: Attini) na nutrição, crescimento e proteção da vegetação contra o fogo, em uma floresta de transição Amazônia-Cerrado

Os ninhos de saúva são importantes perturbações naturais capazes de gerar mosaicos de determinados tipos de vegetação e afetar a estrutura e composição dos ecossistemas neotropicais. Nesse sentido, este estudo avaliou os efeitos dos ninhos de saúva (Atta spp.) na dinâmica de crescimento da vegetação de uma floresta de transição Amazônia-Cerrado submetida a um regime de incêndios periódicos, ao sul da bacia amazônica, Estado do Mato Grosso, Brasil. Especificamente, avaliou-se os efeitos dos ninhos: (1) na nutrição e crescimento da vegetação; (2) na proteção da vegetação contra o fogo e (3) na regeneração florestal pós-fogo. Para determinar tais efeitos, ninhos e vegetação associada (em um raio de até 10 m dos ninhos) estabelecidos em áreas de 150 ha da floresta de transição, foram mapeados e monitorados. Tais áreas subdivididas em parcelas de 50 ha com diferentes tratamentos: incêndios tri-anuais; incêndios anuais e proteção do fogo (controle) fazem parte do Projeto “Savanização” sob a coordenação do Instituto de Pesquisas Ambiental da Amazônia, IPAM. Os experimentos sobre os efeitos dos ninhos na nutrição e crescimento da vegetação indicaram que plantas estabelecidas próximas aos ninhos têm a absorção de nutriente facilitada e por isso apresentaram uma maior concentração foliar de Fósforo. Como conseqüência, foi registrado um maior crescimento em diâmetro do caule para estas plantas quando comparadas com aquelas distantes dos ninhos. Os ninhos funcionaram como aceiros (devido ao acúmulo de terra sobre os murundus resultante das escavações das saúvas) reduzindo a área total queimada em seu entorno, principalmente nos locais de bordas (local de maior incidência de ninhos) e protegendo a vegetação circundante da mortalidade pelo fogo. Em oposição a estes benefícios, foi constatado maior herbivoria de plântulas e remoção de sementes por saúvas nas áreas de alta densidade de colônias ativas, um resultado que compromete os estágios iniciais de sucessão florestal pós-fogo. Este estudo revela a importância das saúvas na redistribuição e reciclagem de nutrientes, e revela, pela primeira vez, a proteção da vegetação contra o fogo, por seus ninhos. Por outro lado, também mostra que perturbações antrópicas, como o fogo, aumentam as populações de saúva, o que pode tornar-se uma barreira ao sucesso da regeneração florestal pós-fogo. Com base nesse estudo, pode-se prever que ambientes naturais podem ter o crescimento da vegetação acelerado pela presença dos ninhos de saúva, mas em ambientes sob perturbação, a ação das saúvas pode ser a principal ameaça a regeneração da vegetação original. Desta forma, pode-se concluir que os efeitos (benéficos ou deletérios) das saúvas dependem do nível de perturbação ou maturidade do bioma no qual seus ninhos se estabelecem.

Seasonal variation in the fate of seeds under contrasting logging regimes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Rapid Assessment of Seed Removal and Frugivore Activity as a Tool for Monitoring the Health Status of Tropical Forests

Ecological processes in tropical forests are being affected at unprecedented rates by human activities. Yet, the continuity of ecological functions like seed dispersal is crucial for forest regeneration. It thus becomes increasingly urgent to be able to rapidly assess the health status of these processes in order to take appropriate management measures. We tested a method to rapidly evaluate seed removal rates on two animal-dispersed tree species, Virola kwatae and V.michelii (Myristicaceae), at three sites in French Guiana with increasing levels of anthropogenic disturbance. We counted fallen fruits, fruit valves, and seeds of each focal fruiting tree in a single 1m2 quadrat, and calculated two indices: the proportion of seeds removed and the proportion of fruits opened by mammals. They both provide an indirect and rapid assessment of frugivore activity. Our results showed a significant decrease in the proportion of removed seeds (16%) and fruits opened (19%) at the most impacted site in comparison with the other two sites (79% for seeds, 60% and 35% for fruits). This testifies to an increased impoverishment of the primate and toucan communities at the disturbed sites. This standardized protocol provides fast information about the health status of the community of seed dispersers and predators and of their seed removal services. It is time- and cost-effective and is not species-specific, allowing comparisons among sites or over time. We suggest using it with the pantropical Myristicaceae and any other capsule-producing family to rapidly assess the health status of seed removal processes across the tropics.

Seedling fate across different habitats: the effects of herbivory and soil fertility

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimation of croplands using indicator kriging and fuzzy classification

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Theoretical approaches to liana management: a search for a less harmful method

Lianas can change forest dynamics, slowing down forest regeneration after a perturbation. In these cases, it may be necessary to manage these woody climbers. Our aim was to simulate two management strategies: (1) focusing on abundant liana species and (2) focusing on the largest lianas, and contrast them with the random removal of lianas. We applied mathematical simulations for liana removal in three different vegetation types in southeastern Brazil: a Rainforest, a Seasonal Tropical Forest, and a Woodland Savanna. Using these samples, we performed simulations based on two liana removal procedures and compared them with random removal. We also used regression analysis with quasi-Poisson distribution to test whether larger lianas were aggressive, i.e., if they climbed into many trees. The procedure of cutting larger lianas was as effective as cutting them randomly and proved not to be a good method for liana management. Moreover, most of the lianas climbed into one or two trees, i.e., were not aggressive. Cutting the most abundant lianas proved to be a more effective method than cutting lianas randomly. This method could maintain liana richness and presumably should accelerate forest regeneration.

Comparação quantitativa da comunidade de aves de um fragmento de floresta semidecidual do interior do Estado de São Paulo em intervalo de 30 anos

Few studies have evaluated long-term changes in avian abundance in forest remnants. To compare both species richness and abundance of the bird community in a forest fragment located in the municipality of Gália, state of São Paulo, southeastern Brazil, we surveyed forest birds using transect counts. We compared our results with a survey conducted 30 years earlier at the same locality and further classified bird species according to their food habits to eventually predict fluctuations of specific abundance. Although species with population declines predominated in the community, all trophic categories had species which increased their abundances. Most species prone to move around remnants decreased in abundance. We suggest that, regarding specific abundances, trophic categories may be equally affected as a result of fragmentation processes and that the forest regeneration of this remnant may have led to the loss of edge species. Species that suffered from abundance loss during this time period may become locally extinct in the near future.

Proliferation, differentiation and gene expression of osteoblasts in boron-containing associated with dexamethasone deliver from mesoporous bioactive glass scaffolds

Boron is one of the trace elements in the human body which plays an important role in bone growth. Porous mesopore bioactive glass (MBG) scaffolds are proposed as potential bone regeneration materials due to their excellent bioactivity and drug-delivery ability. The aims of the present study were to develop boron-containing MBG (B-MBG) scaffolds by sol-gel method and to evaluate the effect of boron on the physiochemistry of B-MBG scaffolds and the response of osteoblasts to these scaffolds. Furthermore, the effect of dexamethasone (DEX) delivery in B-MBG scaffold system was investigated on the proliferation, differentiation and bone-related gene expression of osteoblasts. The composition, microstructure and mesopore properties (specific surface area, nano-pore volume and nano-pore distribution) of B-MBG scaffolds have been characterized. The effect of boron contents and large-pore porosity on the loading and release of DEX in B-MBG scaffolds were also investigated. The results have shown that the incorporation of boron into MBG scaffolds slightly decreases the specific surface area and pore volume, but maintains well-ordered mesopore structure and high surface area and nano-pore volume compared to non-mesopore bioactive glass. Boron contents in MBG scaffolds did not influence the nano-pore size distribution or the loading and release of DEX. B-MBG scaffolds have the ability to maintain a sustained release of DEX in a long-term span. Incorporating boron into MBG glass scaffolds led to a controllable release of boron ions and significantly improved the proliferation and bone-related gene expression (Col I and Runx2) of osteoblasts. Furthermore, the sustained release of DEX from B-MBG scaffolds significantly enhanced alkaline phosphatase (ALP) activity and gene expressions (Col I, Runx2, ALP and BSP) of osteoblasts. These results suggest that boron plays an important role in enhancing osteoblast proliferation in B-MBG scaffold system and DEX-loaded B-MBG scaffolds show great potential as a release system to enhance osteogenic property for bone tissue engineering application.