Ecology, population genetics and conservation of the African violet

The ongoing rapid fragmentation of tropical forests is a major threat to global biodiversity. This is because many of the tropical forests are so-called biodiversity 'hotspots', areas that host exceptional species richness and concentrations of endemic species. Forest fragmentation has negative ecological and genetic consequences for plant survival. Proposed reasons for plant species' loss in forest fragments are, e.g., abiotic edge effects, altered species interactions, increased genetic drift, and inbreeding depression. To be able to conserve plants in forest fragments, the ecological and genetic processes that threaten the species have to be understood. That is possible only after obtaining adequate information on their biology, including taxonomy, life history, reproduction, and spatial and genetic structure of the populations. In this research, I focused on the African violet (genus Saintpaulia), a little-studied conservation flagship from the Eastern Arc Mountains and Coastal Forests hotspot of Tanzania and Kenya. The main objective of the research was to increase understanding of the life history, ecology and population genetics of Saintpaulia that is needed for the design of appropriate conservation measures. A further aim was to provide population-level insights into the difficult taxonomy of Saintpaulia. Ecological field work was conducted in a relatively little fragmented protected forest in the Amani Nature Reserve in the East Usambara Mountains, in northeastern Tanzania, complemented by population genetic laboratory work and ecological experiments in Helsinki, Finland. All components of the research were conducted with Saintpaulia ionantha ssp. grotei, which forms a taxonomically controversial population complex in the study area. My results suggest that Saintpaulia has good reproductive performance in forests with low disturbance levels in the East Usambara Mountains. Another important finding was that seed production depends on sufficient pollinator service. The availability of pollinators should thus be considered in the in situ management of threatened populations. Dynamic population stage structures were observed suggesting that the studied populations are demographically viable. High mortality of seedlings and juveniles was observed during the dry season but this was compensated by ample recruitment of new seedlings after the rainy season. Reduced tree canopy closure and substrate quality are likely to exacerbate seedling and juvenile mortality, and, therefore, forest fragmentation and disturbance are serious threats to the regeneration of Saintpaulia. Restoration of sufficient shade to enhance seedling establishment is an important conservation measure in populations located in disturbed habitats. Long-term demographic monitoring, which enables the forecasting of a population s future, is also recommended in disturbed habitats. High genetic diversities were observed in the populations, which suggest that they possess the variation that is needed for evolutionary responses in a changing environment. Thus, genetic management of the studied populations does not seem necessary as long as the habitats remain favourable for Saintpaulia. The observed high levels of inbreeding in some of the populations, and the reduced fitness of the inbred progeny compared to the outbred progeny, as revealed by the hand-pollination experiment, indicate that inbreeding and inbreeding depression are potential mechanisms contributing to the extinction of Saintpaulia populations. The relatively weak genetic divergence of the three different morphotypes of Saintpaulia ionantha ssp. grotei lend support to the hypothesis that the populations in the Usambara/lowlands region represent a segregating metapopulation (or metapopulations), where subpopulations are adapting to their particular environments. The partial genetic and phenological integrity, and the distinct trailing habit of the morphotype 'grotei' would, however, justify its placement in a taxonomic rank of its own, perhaps in a subspecific rank.

Dung beetle radiations in Madagascar

Speciation on islands is affected by island size and the range of habitats and resources available and often also by limited interactions with other taxa. An ancestral population may evolve into a large number of species via an adaptive radiation. In Madagascar, most groups of animals and plants have radiated on the island, having arrived via oceanic dispersal during the long isolation of Madagascar. Characteristic features of Malagasy biota are exceptionally high level of endemism, high species richness as well as lack of many higher taxa that are dominant on the African mainland. Malagasy dung beetles are dominated by two tribes, Canthonini and Helictopleurina, with more than 250 endemic species. In this thesis I have reconstructed molecular phylogenies for the two tribes using several gene regions and different phylogenetic methods. Evolution of closely related species and among populations of the same species was examined with haplotype networks. The Malagasy Canthonini consists of three large lineages, while Helictopleurina forms a monophyletic group. The ancestors of each of the four clades colonised Madagascar at different times during Cenozoic. The subsequent radiations differ in terms of the number of extant species (from 37 to more than 100) and the level of ecological differentiation. In addition, Onthophagini (6 species) and Scarabaeini (3) have colonised Madagascar several times, but they have not radiated and the few species have not entered forests where Canthonini and Helictopleurina mostly occur. Among the three Canthonini radiations, speciation appears to have been mostly allopatric in the oldest and the youngest clades, while in the Epactoides clade sister species have diverged in their ecologies but have similar geographical distributions, indicating that speciation may have occurred in regional sympatry. The most likely isolating mechanisms have been rivers and forest refugia during dry and cool geological periods. Most species are generalists feeding on both carrion and dung, and competition among ecologically similar species may prevent their coexistence in the same communities. Some species have evolved to forage in the canopy and a few species have shifted to use cattle dung, a new resource in the open habitats following the introduction of cattle 1500 years ago. The latter shift has allowed species to expand their geographical ranges.

Carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) as indicators of environmental change in Ranomafana National Park, Madagascar

Growing human populations and increasing exploitation of natural resources threaten nature all over the world. Tropical countries are especially vulnerable to human impact because of the high number of species, most of these endemic and still unknown. Madagascar is one of the centers of high biodiversity and renowned for its unique species. However, during the last centuries many endemic species have gone extinct and more are endangered. Because of high natural values, Madagascar is one of the global conservation priorities. The establishment of Ranomafana National Park (RNP) was intended to preserve the unique nature of Madagascar. Containing several endemic and threatened species, Ranomafana has been selected as one of UNESCO’s World Natural Heritage sites. However, due to strong human pressures the region immediately surroundings the protected area has severely degraded. Aims of this thesis were to inventory carabid fauna in RNP and evaluate their use as indicators of the environmental change. Carabid beetles were collected from protected area (secondary and primary forests) and from its degraded surrounding area. Collecting was mostly conducted by hand during years 2000-2005. Species compositions between the protected area and its surroundings were compared, and species habitat preferences and seasonal variations were studied. In total, 4498 individuals representing 127 carabid species (of which 38 are new species) were collected. Species compositions within and outside of the protected area were markedly different. Most of the species preferred forest as their primary habitat and were mainly collected from trees and bushes. Their value as indicators is based on their different habitat requirements and sensitivity to environmental variables. Some of the species were found only in the protected forest, some occupied also the degraded forests and some preferred open areas. Carabid fauna is very species rich in Ranomafana and there are still many species to be found. Most of the species are arboreal and probably cannot survive in the deforested areas outside the park. This is very likely also the case for other species. Establishment and continued protection of RNP is probably the only way to conserve this globally important area. However, new occupations and land use methods are urgently needed by the local people for improving their own lives while maintaining the forest intact.

Behavioural responses to anthropogenic disturbances

When a habitat undergoes change, the first response of an individual is often behavioural adjustment. This immediate response can determine whether the population will survive or not, as behavioural flexibility gives time for genetic changes to arise later on. Habitat changes that alter reproductive behaviours can have long-lasting effects on populations. If the selective regime has changed under the new conditions, mate choice cues may no longer reliably reflect an individual s quality. Thus, animals have to be able to adjust their reproductive behaviours to the local conditions. The aim of my thesis was to discuss if and how animals are able to respond to rapid anthropogenic environmental change, and to study the mechanisms of the responses and the evolutionary consequences. The main focus was on the effects of human-induced eutrophication on the reproductive behaviour of fishes. Eutrophication is the result of increased nutrient input and can cause dense underwater vegetation and algal blooms. I used fishes from two very different ecosystems as model species, the Baltic Sea threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) and the desert goby (Chlamydogobius eremius), an endemic species of the Lake Eyre region in Central Australia. I investigated the effects of increased habitat complexity on courtship behaviour and the possibility of local differentiation in courtship and nest building behaviour depending on the level eutrophication in the habitat of origin. Furthermore, I observed the effect of turbidity on stickleback nest building behaviour. The results show that threespine stickleback males, which were born in areas that have been eutrophied for decades, court females at a higher intensity than males from clear water areas. Similarly, male desert gobies increased their courtship effort in dense vegetation. Intense courtship could be an adjustment to reduced visibility and lowered predation risk in the densely vegetated sites. However, there were no clear differences in nest building between males from clear and eutrophied areas under standardized conditions. This was expected as Baltic Sea sticklebacks prefer to nest under vegetation cover and are fairly rigid in adjusting their nest characteristics. Nest building was affected by increased turbidity: males built smaller nests with a larger nest entrance in turbid water. The large variation in the magnitude of phytoplankton blooms may require a rapid adjustment of the optimal nest structure to the current conditions. This thesis highlights the complex interactions that are set- off by human-induced changes in habitats and are followed by the immediate behavioural responses. It also encourages more research to tease apart the phenotypic and genetic components of the observed behavioural differences.

Nestedness pattern in stream diatom assemblages of central Western Ghats

Community diversity and the population abundance of a particular group of species are controlled by immediate environment, inter-and intra-species interactions, landscape conditions, historical events and evolutionary processes. Nestedness is a measure of order in an ecological system, referring to the order in which the number of species is related to area or other factors. In this study we have studied the nestedness pattern in stream diatom assemblages in 24 stream sites of central Western Ghats, and report 98 taxa from the streams of central Western Ghats region. The communities show highly significant nested pattern. The Mantel test of matrix revealed a strong relationship between species assemblages and environmental conditions at the sites. A significant relationship between species assemblage and environmental condition was observed. Principal component analysis (PCA) indicated that environmental conditions differed markedly across the sampling sites, with the first three components explaining 78% of variance. Species composition of diatoms is significantly correlated with environmental distance across geographical extent. The current pattern suggests that micro-environment at regional levels influences the species composition of epilithic diatoms in streams. The nestedness shown by the diatom community was highly significant, even though it had a high proportion of idiosyncratic species, characterized with high numbers of cosmopolitan species, whereas the nested species were dominated by endemic species. PCA identifies ionic parameters and nutrients as the major features which determine the characteristics of the sampling sites. Hence the local water quality parameters are the major factors in deciding the diatom species assemblages.

Influence of land use changes in river basins on diversity and distribution of amphibians

Land-use changes influence local biodiversity directly, and also cumulatively, contribute to regional and global changes in natural systems and quality of life. Consequent to these, direct impacts on the natural resources that support the health and integrity of living beings are evident in recent times. The Western Ghats being one of the global biodiversity hotspots, is reeling under a tremendous pressure from human induced changes in terms of developmental projects like hydel or thermal power plants, big dams, mining activities, unplanned agricultural practices,monoculture plantations, illegal timber logging, etc. This has led to the once contiguous forest habitats to be fragmented in patches, which in turn has led to the shrinkage of original habitat for the wildlife, change in the hydrological regime of the catchment, decreased inflow in streams,human-animal conflicts, etc. Under such circumstances, a proper management practice is called for requiring suitable biological indicators to show the impact of these changes, set priority regions and in developing models for conservation planning. Amphibians are regarded as one of the best biological indicators due to their sensitivity to even the slightest changes in the environment and hence they could be used as surrogates in conservation and management practices. They are the predominating vertebrates with a high degree of endemism (78%) in Western Ghats. The present study is an attempt to bring in the impacts of various land-uses on anuran distribution in three river basins. Sampling was carried out for amphibians during all seasons of 2003-2006 in basins of Sharavathi, Aghanashini and Bedthi. There are as many as 46 species in the region, one of which is new to science and nearly 59% of them are endemic to the Western Ghats. They belong to nine families, Dicroglossidae being represented by 14 species,followed by Rhacophoridae (9 species) and Ranidae (5 species). Species richness is high in Sharavathi river basin, with 36 species, followed by Bedthi 33 and Aghanashini 27. The impact of land-use changes, was investigated in the upper catchment of Sharavathi river basin. Species diversity indices, relative abundance values, percentage endemics gave clear indication of differences in each sub-catchment. Karl Pearson’s correlation coefficient (r) was calculated between species richness, endemics, environmental descriptors, land-use classes and fragmentation metrics. Principal component analysis was performed to depict the influence of these variables. Results show that sub-catchments with lesser percentage of forest, low canopy cover, higher amount of agricultural area, low rainfall have low species richness, less endemic species and abundant non-endemic species, whereas endemism, species richness and abundance of endemic species are more in the sub-catchments with high tree density, endemic trees, canopy cover, rainfall and lower amount of agriculture fields. This analysis aided in prioritising regions in the Sharavathi river basin for further conservation measures.

Identifying Priority Areas for Conservation and Management in Diverse Tropical Forests

The high concentration of the world's species in tropical forests endows these systems with particular importance for retaining global biodiversity, yet it also presents significant challenges for ecology and conservation science. The vast number of rare and yet to be discovered species restricts the applicability of species-level modelling for tropical forests, while the capacity of community classification approaches to identify priorities for conservation and management is also limited. Here we assessed the degree to which macroecological modelling can overcome shortfalls in our knowledge of biodiversity in tropical forests and help identify priority areas for their conservation and management. We used 527 plant community survey plots in the Australian Wet Tropics to generate models and predictions of species richness, compositional dissimilarity, and community composition for all the 4,313 vascular plant species recorded across the region (>1.3 million communities (grid cells)). We then applied these predictions to identify areas of tropical forest likely to contain the greatest concentration of species, rare species, endemic species and primitive angiosperm families. Synthesising these alternative attributes of diversity into a single index of conservation value, we identified two areas within the Australian wet tropics that should be a high priority for future conservation actions: the Atherton Tablelands and Daintree rainforest. Our findings demonstrate the value of macroecological modelling in identifying priority areas for conservation and management actions within highly diverse systems, such as tropical forests.

Seasonal cycles of phytoplankton in relation to the hydrography of Monterey Bay

Annual cycles of relative abundance are described for phytoplankton species collected from Monterey Bay, California, from July 1974 to June 1976, and the population dynamics related to the annual hydrographic cycle. Neritic diatom species dominated the population during the Upwelling and Oceanic periods, with dinoflagellate species becoming numerically more important during the Davidson period. Recurrent species groups identified using Fager's regroup analysis revealed the presence of a large neritic group of overwhelming numerical importance. This group is composed of indigenous species and is present in the bay during most of the year. Conspicuous changes in the phytoplankton population occurred predominantly among species within this group. During the Davidson period, the advection of southern waters into the bay may temporarily displace the endemic species with dinoflagellates becoming numerically more important. A red tide bloom of Gonyaulax polyedra occurred during this period in 1974, which dominated the phytoplankton population for a period of six weeks. The population dynamics of two hydrographically different stations were compared. A station located over the deep waters of the submarine canyon exhibited much lower phytoplankton standing stocks than a station located over the shelf area in the south of the bay, but seasonal changes in relative abundance and species composition were similar. Physical and chemical differences observed between the two stations appear to be the result of the presence of more recently upwelled water in the canyon area, and higher biological utilization in the south of the bay. A close correlation of species diversity with the depth of the mixed layer was observed, with diversity rising with the shoaling of the thermocline. It is suggested that this may reflect the introduction of new species from below the thermocline into the mixed layer as a result of upwelling activity. It is also suggested that this may be an artifact due to sampling problems associated with internal waves. (Document contains 100 pages.)

Comportamento de bugios (Alouatta clamitans Cabrera, 1940) na Ilha Grande, RJ

Alouatta clamitans é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, bioma que vem sendo continuamente reduzido, o que torna de extrema urgência o conhecimento sobre a espécie. No Estado do Rio de Janeiro, sua área de ocorrência abrange a região da Ilha Grande, município de Angra dos Reis. A Ilha Grande possui uma extensa área de preservação, o Parque Estadual da Ilha Grande, que atua na conservação de cerca de 62,5% da sua extensão. O isolamento das espécies em ilhas pode provocar o desenvolvimento de características morfológicas e comportamentais diferentes das espécies do continente. No entanto, não existem trabalhos sistematizados sobre a ecologia e o comportamento da espécie no local. Este estudo objetivou analisar aspectos do comportamento de Alouatta clamitans na Ilha Grande, contribuindo para uma melhor compreensão sobre a biologia da espécie. Durante nove meses foram registrados dados de composição social e comportamento de grupos da espécie através da amostragem por varredura instantânea e todas as ocorrências. Observou-se que o tamanho médio dos grupos foi de cinco indivíduos e a composição social por grupo foi representada por um a dois machos adultos, uma a três fêmeas adultas e imaturos de diferentes classes etárias, com predominância de grupos unimacho. Em média, os grupos eram compostos por 22% de machos adultos, 38% de fêmeas adultas, 4% de machos subadultos, 27% de juvenis e 9% de infantes. O comportamento mais observado foi o repouso (45,2%), seguido da alimentação (28%), movimentação (21,7%) e comportamento social (5,1%), e dentre os comportamentos sociais, o mais exibido foi a vocalização (45,8%), seguido dos comportamentos de catação (33,7%), agonístico (7,9%), brincadeira (5,8%), marcação (4,2%) e comportamento sexual (2,6%). Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas nestas atividades entre os períodos seco e chuvoso. As vocalizações foram predominantemente emitidas por machos e adultos e estiveram relacionadas ao encontro de grupos. O comportamento de catação teve as fêmeas adultas como principais iniciadoras e os machos adultos, principais receptores, sendo realizado durante o comportamento de repouso, após a cópula, após e durante encontro de grupos e após perseguições. Os comportamentos agonísticos tiveram relação com o encontro de grupos em 40% dos registros e em 33,3% destes ocorreu entre fêmeas e pareceu estar associado à disputa por alimento e espaço, mas não houve registros de agressão física. O comportamento de marcação envolveu a utilização da garganta e das costas e esteve relacionado com encontros inter-grupais e com a ocorrência de chuvas. Cinco cópulas foram registradas no período de estudo nos meses de setembro, outubro e fevereiro e tiveram duração menor que um minuto. Nos encontros com primatas de outras espécies, os bugios pareceram neutros em relação aos estímulos. Os dados obtidos sobre a composição dos grupos, padrão de atividades e comportamentos sociais observados na Ilha Grande, de maneira geral, mostraram-se semelhantes aos resultados obtidos em outros trabalhos sobre a espécie e o gênero, de maneira que podemos concluir que os grupos, mesmo residentes em ilha, não demonstraram modificações comportamentais significativas que possam diferenciar-lhes de populações estudadas no continente.

History, origins and importance of temporary ponds

In Europe, temporary ponds are a naturally common and widespread habitat occurring, often in abundance, in all biogeographical regions from the boreal snow-melt pools of northern Scandinavia to the seasonally inundated coastal dune pools of southern Spain. Ecological studies in Europe and elsewhere also emphasise that temporary ponds are a biologically important habitat type, renowned both for their specialised assemblages and the considerable numbers of rare and endemic species they support. They are, however, a habitat currently under considerable threat. Most temporary ponds are inherently shallow and the majority are destroyed even by limited soil drainage for agriculture or urban development. The paper gives an overview of definitions of temporary ponds and examines their formation and abundance. The authors also summarise a visit to the Bialowieza Forest in Poland to investigate the occurrence of temporary ponds.

A comunidade de anuros em uma área de floresta ombrófila densa montana do Parque Estadual dos Três Picos, sudeste do Brasil

O conhecimento sobre a fauna de anfíbios em áreas de altitude (> 1000 m) da Mata Atlântica do sudeste do Brasil é ainda insuficiente. O Parque Estadual dos Três Picos (PETP), no estado do Rio de Janeiro, constitui um dos maiores remanescentes de Mata Atlântica do estado inserido em uma Unidade de Conservação. Os limites do PETP abrangem um amplo gradiente altitudinal, alcançando mais de 2000 m de elevação e protegem áreas de cinco municípios do estado do Rio de Janeiro. Neste estudo, eu apresento dados de três anos de amostragem e pesquisa (2008-2010) sobre a composição e a abundância de espécies de anfíbios em área de altitude localizada entre 1100 e 1400 m no PETP, distrito de Theodoro de Oliveira, município de Nova Friburgo, estado do Rio de Janeiro, Brasil. O esforço amostral total foi de 360 horas de buscas ativas, padronizado em 180 horas de procura em cada uma das estações do ano (úmida e seca). Foram registradas 32 espécies de anuros durante o estudo, das quais 18 representaram novos registros para o Parque e três novas espécies ainda não conhecidas da Ciência foram descobertas (Holoaden pholeter, recentemente descrita, foi uma delas). As espécies mais abundantes foram os anuros de desenvolvimento direto Ischnocnema parva e I. erythromera. Nove das 32 espécies encontradas são consideradas endêmicas do estado do Rio de Janeiro: Brachycephalus sp., B. didactylus, B. garbeanus, Ischnocnema cf. holti, I. erythromera, Bokermannohyla carvalhoi, Scinax albicans, H. pholeter e Hylodes charadranaetes. Houve diferença em alguns parâmetros da comunidade entre as estações e entre as faixas de altitude amostradas, com uma maior riqueza e abundância de anuros na estação úmida do que na seca, e mudança na composição de espécies entre as estações. Apesar de nenhuma das espécies registradas durante o estudo constar na lista de espécies ameaçadas, H. pholeter pode ser um candidato à inclusão na categoria vulnerável da Lista das Espécies Ameaçadas de Extinção da IUCN, devido à sua distribuição geográfica conhecida ser restrita apenas à localidade tipo (Theodoro de Oliveira) e à sua densidade populacional ser aparentemente baixa. . A alta diversidade de anfíbios, com espécies endêmicas ao estado, e a ocorrência de espécies raras atestam a relevância biológica das áreas estudadas no PETP.

Comunidades de lagartos dos remanescentes de restinga do Estado do Rio de Janeiro: Riqueza, diversidade e onde estão as espécies endêmicas e ameaçadas de extinção

Atualmente existe uma contínua perda de biodiversidade, que decorre principalmente devido a intensa modificação das paisagens naturais pelas atividades humanas. O litoral do estado do Rio de Janeiro é ocupado há centenas de anos, e uma das principais ameaças é a crescente taxa demográfica. De forma geral, o conhecimento acerca dos diferentes grupos de vertebrados terrestres e a sua relação com o ambiente de restinga ainda é incipiente. Realizamos o presente estudo em dez áreas de remanescentes de vegetação de restinga no estado do Rio de Janeiro, para compreender a variação das comunidades de lagartos entre os diferentes ambientes e suas estruturas locais, bem como os principais fatores que as afetam negativamente. Realizamos um conjunto de transecções lineares delimitadas por tempo, ao longo de três anos. As espécies de lagartos foram identificadas e quantificadas, e mensuramos a estrutura e os fatores de ameaça antrópica dos ambientes. Registramos no total nove espécies de lagartos compondo as comunidades de restingas amostradas no estado do Rio de Janeiro, incluindo uma espécie exótica e invasora (Hemidactylus mabouia), e duas endêmicas (Liolaemus lutzae e Cnemidophorus littoralis). A maioria das espécies foram registradas em diferentes meso-habitats, e no geral podem ser consideradas oportunistas e generalistas. As restingas diferiram entre si principalmente em termos de abundância e densidade de espécies de lagartos, enquanto a riqueza foi comparativamente menor nos ambientes insulares. Provavelmente essas diferenças são resultados da interação entre processos históricos e ecológicos atuando em sinergia. Na restinga de Grussaí, os dados mostram que, considerando o nicho em suas três dimensões avaliadas (tempo, espaço e dieta), é provável que a comunidade esteja estruturada em seu eixo temporal. A análise dos fatores de ameaça antrópica sobre as restingas mostra que a situação dos fragmentos se manteve a mesma nos últimos anos. Provavelmente, as políticas públicas atuais não parecem ser suficientes para o aumento do grau de preservação e conservação das áreas de restinga do litoral do estado do Rio de Janeiro devido à contínua especulação imobiliária. É necessário o emprego de monitoramentos periódicos para acompanhar a situação das populações das espécies endêmicas e ameaçadas, e promover mudanças físicas (e.g. remoção de lixo depositado e de espécies exóticas), sócio-educativas (e.g. diminuição do acesso de animais domésticos, descarte de material), e de poder público (e.g. aumento das áreas de proteção). Em relação à espécie endêmica e ameaçada L. lutzae, identificamos uma sobreposição de nicho espacial em relação a Tropidurus torquatus, variável entre as localidades amostradas. Provavelmente essa variação resulta da estrutura ambiental que difere entre as restingas e, consequentemente, provoca diferentes respostas em termos de interação entre as espécies que compõem as comunidades de lagartos. Os novos registros de H. mabouia em habitat natural nas restingas foram incluídos aos registros de ocorrência da espécie em ambientes naturais em território brasileiro, no intuito de identificar áreas potenciais de invasão da espécie. Os resultados mostram uma alta probabilidade principalmente na região litorânea. O presente estudo possibilita uma melhor compreensão sobre a ecologia de comunidades de lagartos no estado do Rio de Janeiro.

Palinotaxonomia de espécies de Cissus L. (Vitaceae Juss.) ocorrentes no Brasil

Analisou-se os grãos de pólen de 31 espécies brasileiras de Cissus L. (Vitaceae Juss.). Este é o maior gênero da família, com cerca de 350 táxons. Na região neotropical foram localizadas 75 espécies, tendo sua maior representatividade na América do Sul com 48 representantes endêmicos. No Brasil apenas o gênero Cissus ocorre naturalmente em todos os estados e é representado por 48 espécies, podendo ser encontrado em áreas de mata, campos, restingas e cerrados. Neste estudo foram analisados 14 grupos taxonômicos informais com a finalidade de descrever a morfologia polínica e estabelecer se os atributos polínicos seriam úteis à taxonomia do grupo. O material botânico utilizado foi obtido através de exsicatas depositadas nos herbários brasileiros. Os grãos de pólen foram tratados pelo método de acetólise láctica, sendo posteriormente mensurados, descritos, fotomicrografados em microscopia de luz; realizou-se tratamento estatístico (expressos em tabelas). Para análise em microscópio eletrônico de varredura (MEV), as anteras foram rompidas e os grãos de pólen, não acetolisados, espalhados sobre uma fita de carbono. Foram caracterizados quanto à forma, ao tamanho, ao tipo de abertura, à polaridade e a ornamentação da sexina. Os grãos de pólen foram descritos como: médios a grandes, isopolares ou heteropolares, oblato-esferoidais a prolatos, 3-colporados, colpos muito longos ou longos, com margem ornamentada ou não, membrana granulada, presença ou não de opérculo; endoabertura geralmente lalongada, algumas vezes apresentando costa e/ou fastígio; a sexina variou de microrreticulada, perfurada a reticulada; a sexina é geralmente mais espessa que a nexina. Com os resultados construiu-se uma chave polínica na qual foi possível reunir espécies com caracteres semelhantes subordinadas a mais de um Grupo. Com esta pesquisa concluiu-se que os atributos polínicos permitiram a distinção da maior parte dos táxons, exceto quatro, confirmando a heterogeneidade polínica do gênero. Espera-se que este estudo contribua para o melhor conhecimento da taxonomia do gênero e forneça dados para uma filogenia futura.

Os anfíbios da restinga de Grumari, RJ, Brasil, e a comunidade de folhiço em duas zonas arbóreas

Apesar dos habitats de restinga representarem aproximadamente 5.000 km da costa brasileira, o conhecimento disponível sobre a composição da fauna de anuros nestes habitats ainda é restrito a poucas áreas. Estes habitats encontram-se sob intensa pressão imobiliária, com uma densidade demográfica cinco vezes maior do que a média do país, levando a uma ocupação descomedida, degradação e eventual perda destes importantes habitats. Isso é especialmente preocupante para as populações de vertebrados terrestres endêmicos e ameaçados de extinção, devido à dificuldade de recuperação da vegetação das restingas. Atualmente, os remanescentes de restinga ao longo da costa brasileira são representados por fragmentos completamente isolados. Esta é a primeira aproximação da lista de anfíbios da restinga de Grumari, inserida no Parque Natural Municipal de Grumari (PNMG), município do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. É também a primeira pesquisa a analisar a comunidade de anuros de folhiço, e a obter dados de densidade, para as restingas brasileiras. A área está situada no Domínio da Mata Atlântica. O estudo foi conduzido de maio de 2009 a dezembro de 2010 utilizando dois métodos de amostragem: parcelas grandes ou plots de 16 m (4x4 m) e transecções visuais/acústicas. Registramos 22 espécies de anfíbios anuros distribuídas em seis famílias: Leptodactylidae (3), Craugastoridae (1), Bufonidae (1), Strabomantidae (1), Microhylidae (2) e Hylidae (14). Ocorreram dez espécies de anuros de folhiço em 2560 m de chão de floresta amostrados com a metodologia de parcelas grandes durante o estudo. Na zona fechada de pós-praia ocorreram apenas sete espécies de anuros de folhiço, enquanto na mata de restinga ocorreram as dez espécies registradas para a restinga. A densidade geral estimada de anuros de folhiço para a restinga de Grumari foi de 13,1 indivíduos por 100m, superior a cinco de seis estudos publicados com dados de densidade de anuros de folhiço na Mata Atlântica. A biomassa total estimada foi de 13131 g/ha, podendo ser considerada a maior biomassa de anurofauna de folhiço globalmente. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as zonas quanto aos parâmetros da comunidade (riqueza, densidade e biomassa), mesmo havendo diferença entre os parâmetros ambientais mensurados nas duas zonas. Os fatores que melhor explicaram a riqueza, a densidade e a biomassa na restinga de Grumari durante a estação chuvosa foram, respectivamente, a temperatura, o diâmetro das árvores/arbustos e o número de árvores/arbustos. A presença de espécies ameaçadas de extinção e endêmicas para o estado do Rio de Janeiro e Mata Atlântica evidencia que a restinga de Grumari é uma área essencial para a conservação da anurofauna dos remanescentes deste habitat no Brasil. Além disso, Grumari é a restinga com maior riqueza de espécies do estado e a segunda maior entre todas as áreas de restinga estudadas até o momento, quanto à anurofauna.

Ocorrência e distribuição espacial e temporal das larvas de anuros (Amphibia) em diferentes sistemas aquáticos da Ilha Grande (Rio de Janeiro)

Os girinos dos anuros podem ocorrer em inúmeros tipos de sistemas hídricos, desde ambientes relativamente simples e previsíveis, como na água acumulada em epífitas ou uma poça temporária, até hábitats aquáticos permanentes mais complexos, como os riachos. A interação entre os fatores ambientais bióticos e abióticos existentes nesses diferentes ambientes com os fatores históricos é essencial para explicar a estrutura das comunidades dessa fase de vida dos anuros. O entendimento sobre como estes fatores atuam e sua importância nos conduz a uma maior compreensão do que parece influenciar positivamente ou negativamente o estabelecimento dos girinos nos seus diferentes ambientes. Inicialmente, fornecemos uma discussão detalhada da importância desses fatores. Em seguida, avaliamos a estrutura da assembléia dos girinos e a sua estratégia de ocupação espacial e temporal em relação ao uso de diferentes sistemas aquáticos, temporários e permanentes (poças, terrenos alagados, riachos e ambientes artificiais) em uma área de Mata Atlântica na Ilha Grande (Rio de Janeiro). Posteriormente, propomos um experimento para avaliar como os girinos característicos de diferentes tipos de habitats hídricos respondem à condição adversa de ausência de água livre. Depois, é sugerida uma chave artificial de identificação para os girinos da Ilha Grande, com base nas espécies contempladas neste estudo. Por fim, apresentamos a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba, provendo algumas informações sobre sua distribuição temporal e uso de microhabitats. Registramos girinos de 12 espécies de anuros, o que correspondeu a 71% dos anfíbios da Ilha Grande com larvas exotróficas em ambientes aquáticos. O espectro de habitats hídricos utilizados variou consistentemente entre as espécies. Girinos de Aplastodiscus eugenioi e Scinax trapicheiroi foram aqueles que utilizaram a maior quantia de tipos de habitats, ambos com cinco registros. A maioria das espécies teve suas maiores abundâncias em um ou dois tipos de corpos dágua onde ocorreu, portanto poucas destas espécies demonstram ter sido generalistas no uso de tipos de habitats aquáticos. A maior riqueza de espécies ocorreu em poças temporárias, em riachos intermitentes e no ambiente antropizado da calha artificial. Quando consideramos em termos de habitats hídricos, a maior riqueza ocorreu nas poças temporárias, nos riachos intermitentes, nos riachos permanentes e na calha artificial. Em nem todos os meses um determinado tipo de recurso hídrico manteve a sua riqueza máxima de girinos. Observamos que um mesmo tipo de sistema hídrico pode comportar espécies típicas de ambientes lênticos e outras adaptadas a ambientes lóticos, dependendo da estrutura em que o corpo dágua apresenta naquele período, como os riachos intermitentes, por exemplo. Entre os fatores abióticos medidos, o PH, o oxigênio dissolvido, a correnteza, a largura e a profundidade dos corpos dágua explicaram de forma mais importante a ocorrência e abundância das diferentes espécies de girinos. Portanto, consideramos que fatores ecológicos desempenham um importante papel na determinação da distribuição de girinos dentro e entre habitats que estes organismos ocupam. O experimento proposto mostrou que os tempos de sobrevivência entre as onze espécies contempladas e também entre os indivíduos de diferentes tamanhos em uma mesma espécie variaram consideravelmente. Isto é sugestivo de que estas espécies apresentam diferentes estratégias para tolerar uma condição de independência de água livre. Os fatores que pareceram mais influenciar negativamente na sobrevivência dos girinos foram: hábito nectônico, pequeno tamanho dos indivíduos, ocupação de ambientes lênticos e temporários e modo reprodutivo não-especializado. Alternativamente, os girinos com melhor desempenho em uma condição de independência de água livre foram de espécies de tamanho comparativamente grande ou médio, ocuparam preferencialmente ambientes lóticos e permanentes, apresentaram modos reprodutivos especializados e os hábitos dos girinos foram principalmente bentônicos. Neste contexto, pode se conjecturar que os girinos das espécies que utilizam ambientes permanentes sejam mais resistentes à condição de independência de água livre do que aquelas de habitats efêmeros. Considerando especial atenção para a biodiversidade dos anfíbios, a Ilha Grande apresenta uma elevada concentração de espécies endêmicas. Esta respeitável diversidade de anfíbios para a área estudada está relacionada com a cobertura vegetal de Mata Atlântica e a grande quantidade de corpos dágua na Ilha, tanto temporários quanto permanentes. A influência destas condições favoráveis para os anfíbios na região está demonstrada também na diversidade de modos reprodutivos, onde 13 dos 39 modos reprodutivos já descritos foram notados para os anfíbios da Ilha Grande. Este conjunto de fatores reafirma esta como uma das mais importantes áreas para a conservação da biodiversidade de anfíbios para o estado do Rio de Janeiro. Comparando a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba com P. appendiculata, observamos algumas diferenças na proporção do corpo. Os girinos da espécie descrita foram mais abundantes durante a estação chuvosa (outubro-março), sendo esta distribuição positivamente relacionada com a precipitação média mensal. Os girinos são bentônicos e ocorrem mais frequentemente em porções de menor correnteza do riacho. Eles foram encontrados com maior freqüência expostos na areia, que também representou o microhabitat mais disponível entre aqueles no córrego estudado.