Florística e fitossociologia da Floresta Atlântica montana no Parque Estadual da Ilha Grande, RJ

Este estudo tem por objetivo ampliar o conhecimento sobre a flora da Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ, através da avaliação florística e fitossociológica da comunidade arbustivoarbórea, com Circunferência à Altura do Peito ≥ 15,7 cm (CAP ≥ 5,0 cm) em trechos de Floresta Atlântica montana. Foram alocadas 34 parcelas retangulares e permanentes de 10x30 m, totalizando uma área amostral de 1,02 ha. Foram amostrados todos os indivíduos arbustivoarbóreos vivos, que tiveram aferidas a circunferência do caule, estimada a altura total, altura do fuste e realizada a coleta de material botânico. A identificação dos espécimes foi realizada através da análise das estruturas vegetativas e reprodutivas, comparação em herbários, consultas a literatura especializada e, quando possível, com auxílio de especialistas. O material botânico coletado está sendo incorporado à coleção do Herbário da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (HRJ). Procedeu-se a avaliação do status de conservação das espécies determinadas para identificar o grau de ameaça. A estrutura da comunidade inventaria foi analisada através do pacote estatístico FITOPAC 2.1. Inventariou-se 1.847 indivíduos arbustivo-arbóreos vivos, subordinados a 225 espécies ou morfo-espécies de 27 gêneros e 53 famílias botânicas. Este estudo constatou que a Ilha Grande é uma nova área de ocorrência para 53 espécies fanerogâmicas. As famílias mais abundantes foram: Myrtaceae (391 indivíduos), Rubiaceae (337), Euphorbiaceae (100), Fabaceae (84) e Sapotaceae (72). Myrtaceae (69 spp.), Rubiaceae (14), Fabaceae (13), Lauraceae e Sapotaceae (11) foram as famílias que apresentaram as maiores riquezas. O índice de diversidade de Shannon & Weaver (H) obtido foi de 4,609 nats/indvs. e o de equabilidade (J) de 0,851. Os parâmetros fitossociológicos calculados indicaram que Amaioua intermedia Mart. (5,17%), Eriotheca pentaphylla (Vell.) A. Robyns (4,84%), Qualea glaziovii Warm. (2,74%), Vochysia bifalcata Warm. (2,69%), Xylopia brasiliensis Spreng. (2,48%), Heisteria silvianii Schwacke (2,43%), Coussarea nodosa (Benth.) Müll. Arg. (2,38%), Guapira opposita (Vell.) Reitz (2,37%), Manilkara subsericea (Mart.) Dubard (2,02%) e Inga lanceifolia Benth. (1,86%) são as espécies com maiores Valores de Importância (VI). Entre as táxons inventariados foi possível identificar 69 espécies raras, representadas na comunidade por um único indivíduo, e nove espécies com problemas de conservação, dais quais Chrysophyllum flexuosum Mart., Micropholis crassipedicellata (Mart. & Eichler ex Miq.) Pierre e Manilkara subsericea (Mart.) Dubard estão categorizadas como dependentes de conservação; Eugenia prasina O. Berg como vulnerável; Myrceugenia myrcioides (Cambess.) O.Berg como futuramente ameaçada de extinção; Ocotea odorifera Rohwer como ameaçada de extinção e/ou vulnerável a extinção; Pradosia kuhlmannii Toledo como ameaçada de extinção; Solanum carautae Carvalho como espécie rara e Urbanodendron bahiense (Meisn.) Rohwer em perigo de extinção. A distribuição dos indivíduos em classes diamétricas apresentou uma tendência exponencial negativa, sugerindo que a comunidade possui capacidade de autoregeneração. Os resultados da composição florística e da estrutura da vegetação montana do PEIG evidenciaram expressiva riqueza e diversidade de espécies arbóreas, cuja preservação é fundamental para o funcionamento e o equilíbrio desta formação. Palavras-chave: Mata Atlântica. Floresta montana. Fitossociologia. Parque Estadual da Ilha Grande.

Uso de imagens de satélite de alta resolução (GeoEye-1) para estimativa de acúmulo de carbono em alagados de Mata Atlântica em recuperação na Reserva Ecológica Guapiaçu (Cachoeiras de Macacu, Rio de Janeiro)

Áreas alagadas são importantes devido à grande biodiversidade que sustentam e aos serviços ambientais gerados pela sua conservação. Essas áreas, quando dominadas por macrófitas, tendem a suportar grande biodiversidade e assumir grande valor de conservação. Assim, o monitoramento do estabelecimento deste importante componente do ecossistema durante um projeto de recuperação de ecossistemas é importante para avaliar o sucesso da sua recuperação. Este trabalho teve como objetivo estimar aquantidade de biomassa por área acumulada em um ecossistema ao longo de um gradiente de recuperação. Através da classificação não supervisionada gerada a partir de de imagens de satélite de alta resolução (GeoEye-1) e amostragem destrutiva foram estimadas quantidades de biomassa por área em três alagados em recuperação na Reserva Ecológica Guapiaçú. A classificação não supervisionada se mostrou uma ferramenta acurada e eficiente no mapeamento de classes de vegetação. Os alagados estudados apresentam uma taxa de acúmulo de carbono anual estimada em 1,12 MgC.hec-1 atingindo um máximo de 5.55 MgC.hec-1 no terceiro ano. Adicionalmente, foi observada uma correlação negativa entre biomassa e profundidade.

Morfo-anatomia foliar comparada de Coccocypselum lanceolatum (RUIZ & PAVON) PERSOON (RUBIACEAE) ocorrente em duas regiões distintas de Mata Atlântica

A Mata Atlântica figura entre os biomas com o maior índice de biodiversidade, mais ameaçados e menos conhecidos cientificamente do planeta. Nesse bioma, a família Rubiaceae se destaca como a quarta mais importante em número de espécies e indivíduos. Com o objetivo de aumentar o conhecimento relativo ao bioma e à família em questão, este trabalho propõe o estudo de Coccocypselum lanceolatum (Ruiz & Pavon) Persoon, uma espécie de hábito herbáceo frequente em diferentes fitofisionomias de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro. O trabalho visa comparar a estrutura morfo-anatômica da espécie crescendo em Floresta Ombrófila Densa submontana, em região insular e Floresta Ombrófila Densa montana, em região continental. A pesquisa foi desenvolvida em dois remanescentes de Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro: Parque Estadual da Ilha Grande, no município de Angra dos Reis e Parque Ambiental Luiz Simões Lopes, município de Nova Friburgo. Foi feita a avaliação dos seguintes parâmetros ambientais: pluviosidade, temperatura, radiação solar e características do solo. Para a análise morfológica foliar, foram coletadas 25 folhas completamente expandidas, provenientes do 3 ou 4 nós, observando-se a mesma estação climática, entre os meses de maio e junho de 2010 (outono) nos dois sítios de estudo. Para o estudo anatômico foram selecionadas 10 folhas completamente expandidas, provenientes do 3 ou 4 nós, as quais foram fragmentadas nos níveis do pecíolo e terço-médio. Os parâmetros utilizados para a comparação dos materiais provenientes dos diferentes sítios consistiram na espessura total da lâmina foliar, na espessura do mesofilo (m), na espessura dos parênquimas (m), paliçádico e lacunoso, na espessura das epidermes (m) nas faces adaxiais e abaxiais, e nas densidades (mm2) de estômatos e de tricomas. Os resultados obtidos mostram que a espécie apresenta variação intraespecífica, relacionada aos diferentes parâmetros ambientais avaliados em função da origem. Desta forma, foram encontradas diferenças na composição química e física e consequentemente no pH dos solos; a presença de antocianinas em órgãos diferentes das flores e dos frutos no material de Nova Friburgo; diferenças morfológicas e anatômicas relativas às diferenças nos índices pluviométricos, composição do solo e radiação solar

Análise de marcadores moleculares do DNA mitocondrial em anuros da Mata Atlântica

A Mata Atlântica brasileira concentra uma das maiores diversidades biológicas da Terra com cerca de 7% das espécies animais e vegetais do planeta. Esse bioma abriga atualmente mais de 50% das espécies de anuros do Brasil (c.a. 500 espécies), mas sofre intensa perda e fragmentação de habitat. Um dos principais fragmentos da Mata Atlântica, a Reserva Ecológica de Guapiaçu (REGUA) abriga vasta anurofauna, com cerca de 71 espécies já descritas. Acredita-se, porém, que muitas ainda precisam ser identificadas e estudadas. A identificação de espécies baseada em caracteres moleculares vem se mostrando uma alternativa para dar suporte à identificação morfológica, e dentro deste contexto os genes de DNA mitocondrial, como o 16S, são utilizados para a realização de barcode. O objetivo deste estudo foi testar a metodologia de identificação molecular de espécies (DNA barcode) na comunidade de anfíbios anuros da REGUA utilizando o gene mitocondrial 16S. Para isso, foram coletados tecidos de 99 indivíduos, entre adultos e girinos de 23 espécies, agrupados em seis famílias distintas. Desses 99 indivíduos, 88 foram amplificados corretamente para o gene em referência e foram realizadas, com sucesso, a determinação de espécies de 84 anuros (95,45%) da REGUA. As espécies de Scinax albicans, Scinax flavoguttatus e Hylodes charadranaetes, cujas identificações haviam sido determinadas com base em critérios morfológicos, agruparam em clados de mesmo gênero, porém de espécies diferentes quando analisadas pelas metodologias neighbor-joining e maximum-likelihood. Além de altos valores de distância intraespecífica (2,18%, 3,49% e 3,77%, respectivamente) e distâncias interespecíficas nulas (0%) temos a indicação de possíveis equívocos em determinações de espécies feitas exclusivamente por critérios morfológicos. Nesse caso, as discordâncias morfológica e molecular são exclusivamente de girinos, demonstrando a dificuldade na identificação morfológica e a escassez de chaves de identificação dessas espécies em estágio larval. Os resultados mostram que o gene mitocondrial 16S teve seu uso na identificação de anuros da REGUA confirmada e apontam que, em casos de estudos com indivíduos em estágios larvais, como em girinos, a metodologia de barcode, quando complementada a identificação morfológica, suporta a correta identificação das espécies de anfíbios anuros.

Estilos fluviais em bacias de drenagem na Vila Abraão e Vila Dois Rios: uma contribuição à gestão sustentável dos recursos hídricos da Ilha Grande RJ.

Inserida no bioma Mata Atlântica, a Ilha Grande está protegida atualmente por unidades de conservação ambiental definidas por leis, uma vez que é parte importante no cenário ambiental brasileiro. Durante séculos, a Ilha Grande sofreu alterações de diferentes níveis. A desativação do presídio abriu portas para o crescimento descontrolado do turismo, que afetou negativamente as bacias hidrográficas estudadas, deixando-as em evidência. Nesse cenário, o estudo de três bacias de drenagem da Ilha Grande, localizadas na Costa Verde do estado do Rio de Janeiro, buscou compreender a morfologia e a dinâmica dos canais fluviais, por meio de análises das características ambientais, da interferência antrópica e da aplicação do uso do primeiro estágio da metodologia de pesquisa Estilos Fluviais, apontando as partes mais sensíveis às ações antrópicas. Cinco estilos fluviais foram identificados. Os dois primeiros são denominados canais florestados e rochosos, estilos menos frágeis por estarem localizados em áreas de difícil acesso; os trechos com canais meândricos são áreas sensíveis, no entanto, permanecem em boas condições devido à pouca interferência humana, esse estilo foi identificado apenas nos trechos finais dos canais principais das duas bacias da Vila Dois Rios. Os últimos estilos estão presentes na Vila Abraão: os canais assoreados cascalhoarenosos e assoreados arenosos, que apresentam trechos mais críticos por sofrerem interferências antrópicas e por apresentarem uma área com mais sensibilidade. As informações obtidas após esse estudo servirão como base para a elaboração de projetos e pesquisas que visem reabilitar os rios avaliados, assim como seu entorno, e também promover o monitoramento da conservação de áreas ainda preservadas.

Comportamento de forrageamento de Xiphorhynchus fuscus (Aves: Dendrocolaptidae): uma comparação entre áreas de Mata Atlântica de ilha e continente

Mudanças de nicho entre ilhas e continente, ou entre diferentes ilhas, incluem expansões de habitat e faixas mais amplas de estratos verticais de forrageamento. Organismos estão geralmente aptos a explorar apenas uma porção dos recursos que se encontra disponível no ambiente. A maneira como partilham esses recursos, além de definir seu nicho ecológico, pode indicar como as interações entre as espécies influenciam na estrutura da comunidade. Estas espécies, por sua vez, encontram-se associadas por suas relações de alimentação. Entre aves, diferentes espécies se associam para explorar recursos alimentares em agregações como a de espécies que seguem correição de formigas ou em bandos mistos. A associação de aves a bandos mistos tem sido relacionada à diminuição da predação e aumento da eficiência do forrageamento. Nesse tipo de associação, as espécies são categorizadas de acordo com a sua frequência e importância, e podem contribuir com a formação, coesão e manutenção do bando. O presente estudo teve como objetivo comparar o comportamento de forrageamento de Xiphorhynchus fuscus entre áreas de Mata Atlântica de ilha e continente a fim de investigar se existem diferenças em decorrência do isolamento. Foram realizadas transecções e observado o comportamento de forrageamento da espécie entre áreas de ilha e continente adjacente. Os resultados mostram uma diferença nos uso dos estratos verticais entre ilha e continente e entre indivíduos forrageando solitários e em bandos mistos de aves. A maior amplitude dos estratos verticais na ilha e a restrição deles no continente pela espécie, ao forragear solitariamente, indicam um provável efeito relacionado à competição. As diferenças entre o uso dos estratos verticais entre ilha e continente indicam a influência da composição das espécies em bandos mistos no estrato vertical utilizado por X. fuscus quando associado a estes. A menor adesão de X. fuscus a bandos mistos em ilha indica que a ausência de espécies de aves consideradas responsáveis pela associação das espécies e sua manutenção em bandos mistos seja responsável pela diferença encontrada em relação ao continente. Portanto, a diferença entre o número de espécies entre ilha e continente (com menor número na ilha) parece ser preponderante na utilização dos estratos verticais de forrageamento por X. fuscus estando ele associado a bandos mistos ou não

The Effects of Geography, Environment and Phylogeny on Community Assembly and Gene Flow Dynamics

It is increasingly evident that evolutionary processes play a role in how ecological communities are assembled. However the extend to which evolution influences how plants respond to spatial and environmental gradients and interact with each other is less clear. In this dissertation I leverage evolutionary tools and thinking to understand how space and environment affect community composition and patterns of gene flow in a unique system of Atlantic rainforest and restinga (sandy coastal plains) habitats in Southeastern Brazil.

In chapter one I investigate how space and environment affect the population genetic structure and gene flow of Aechmea nudicaulis, a bromeliad species that co-occurs in forest and restinga habitats. I genotyped seven microsatellite loci and sequenced one chloroplast DNA region for individuals collected in 7 pairs of forest / restinga sites. Bayesian genetic clustering analyses show that populations of A. nudicaulis are geographically structured in northern and southern populations, a pattern consistent with broader scale phylogeographic dynamics of the Atlantic rainforest. On the other hand, explicit migration models based on the coalescent estimate that inter-habitat gene flow is less common than gene flow between populations in the same habitat type, despite their geographic discontinuity. I conclude that there is evidence for repeated colonization of the restingas from forest populations even though the steep environmental gradient between habitats is a stronger barrier to gene flow than geographic distance.

In chapter two I use data on 2800 individual plants finely mapped in a restinga plot and on first-year survival of 500 seedlings to understand the roles of phylogeny, functional traits and abiotic conditions in the spatial structuring of that community. I demonstrate that phylogeny is a poor predictor of functional traits in and that convergence in these traits is pervasive. In general, the community is not phylogenetically structured, with at best 14% of the plots deviating significantly from the null model. The functional traits SLA, leaf dry matter content (LDMC), and maximum height also showed no clear pattern of spatial structuring. On the other hand, leaf area is strongly overdispersed across all spatial scales. Although leaf area overdispersion would be generally taken as evidence of competition, I argue that interpretation is probably misleading. Finally, I show that seedling survival is dramatically increased when they grow shaded by an adult individual, suggesting that seedlings are being facilitated. Phylogenetic distance to their adult neighbor has no influence on rates of survival though. Taken together, these results indicate that phylogeny has very limited influence on the fine scale assembly of restinga communities.

Genetic differentiation of Euterpe edulis Mart. populations estimated by AFLP analysis

Heart-of-palm (Euterpe edulis Mart.) is a wild palm with a wide distribution throughout the Atlantic Rainforest. Populations of E. edulis represent important renewable natural resources but are currently under threat from predatory exploitation. Furthermore, because the species is indigenous to the Atlantic Rainforest, which is located in the most economically developed and populated region of Brazil, social and economic pressures have devastated heart-of-palm forests. In order to estimate the partitioning of genetic variation of endangered E. edulis populations, 429 AFLP markers were used to analyse 150 plants representing 11 populations of the species distribution range. Analysis of the genetic structure of populations carried out using analysis of molecular variance (AMOVA) revealed moderate genetic variation within populations (57.4%). Genetic differentiation between populations (F-ST = 0.426) was positively correlated with geographical distance. These results could be explained by the historical fragmentation of the Atlantic coastal region, together with the life cycle and mating system The data obtained in this work should have important implications for conservation and future breeding programmes of E. edulis.

Are corridors, fragment size and forest structure important for the conservation of leaf-litter lizards in a fragmented landscape?

To investigate the implications of forest fragmentation for conservation of leaf-litter lizards the importance of fragment size, corridors and forest structure was examined in 20 forest fragments and six localities within a continuous forest in the Atlantic Plateau of Sao Paulo state, Brazil. The fragments were 2-276 ha in area and had different degrees of connectivity depending on the presence or absence of corridors. Two species of lizards were dominant, Ecpleopus gaudichaudii and Enyalius perditus. Variation in forest structure among sites was important only in explaining the abundance of E. perditus. Regardless of variation in forest structure, lizard species composition, total lizard abundance, number of species and abundance of E. perditus were sensitive to fragmentation per se but not to fragment size or corridor linkage. The inhospitable matrix surrounding fragments is probably what determines the presence and abundance of E. perditus and the high er lizard richness in continuous forests. These conditions may have prevented lizard species from recolonizing the forest fragments. Our results emphasize that the conservation of this leaf-litter fauna depends on the maintenance of large tracts of continuous forests and not on the size of fragments or on the presence of forest connections. Strategies for conservation of leaf-litter lizards in such highly fragmented Atlantic Forest landscapes should consider the enlargement of landscape connectivity between fragments and continuous forest, allowing the latter areas to act as a source of individuals for fragments.

Isolation and characterization of microsatellite loci in the Brazilian orchid Epidendrum fulgens

Epidendrum fulgens has a patchy distribution along the Atlantic Rainforest in the Brazilian coast, due to the destruction of its native habitat. Here, we report on both the development of nine new microsatellite markers isolated from this species and the characterization of their allele variability in two distant and unrelated populations. The number of alleles observed for each locus ranged from 2 to 17 with an average of 6.4 alleles per locus. These microsatellites should be valuable tools for studying the effect of habitat fragmentation on the genetic structure of E. fulgens populations.

The identity of Mygale brunnipes CL Koch 1842 (Araneae, Theraphosidae), with a redescription of the species and the description of a new genus

We describe Kochiana new genus to accommodate a small Brazilian theraphosine species described originally as Mygale brunnipes by Koch (1842), resulting in Kochiana brunnipes new combination. Recently, specimens were rediscovered in northeastern Brazilian Atlantic rainforest. A preliminary cladistic analysis using equal weights parsimony and implied weights, was carried out to examine its phylogenetic placement. Kochiana new genus was monophyletic in all trees regardless of weighting scheme or concavity used. There is preliminary evidence for Kochiana new genus monophyly and weak evidence for its placement as sister group of Plesiopelma. Kochiana new genus can be characterized by the presence of a hornshaped spermatheca in females and males with a palpal bulb having prolateral accessory keels and a well developed medial crest on the embolus apex.

A new dwarf shrubby species of Baccharis subg. Baccharis (Asteraceae, Astereae) from southeastern Brazil

Baccharis dichotoma, a new dwarf shrubby species, with small leaves and few heads, of high-altitude grasslands from southeastern Brazil, is described, illustrated, and assigned to subgenus Baccharis.

Systematic revision and cladistic analysis of the Brazilian subfamily Sodreaninae (Opiliones: Gonyleptidae)

Sodreaninae is reviewed and all ten species are combined under its type genus, Sodreana Mello-Leitao, 1922, according to a cladistic analysis of morphological characters, which revealed a pectinate pattern of clades. The subfamily is endemic to the Brazilian Atlantic rainforest from Santa Catarina state to Rio de Janeiro state. Sodreana is herein considered a senior synonym of Stygnobates Mello-Leitao, 1927, Zortalia Mello-Leitao, 1936, Gertia B. Soares & H. Soares, 1946 and Annampheres H. Soares, 1979. The following new combinations are proposed: Sodreana barbiellinii (Mello-Leitao, 1927), Sodreana hatschbachi (B. Soares & H. Soares, 1946), Sodreana inscripta (Mello-Leitao, 1939), Sodreana leprevosti (B. Soares & H. Soares, 1947b), Sodreana bicalcarata (Mello-Leitao, 1936). Sodreana granulata (Mello-Leitao, 1937) is revalidated from the synonymy of Sodreana sodreana Mello-Leitao, 1922. Three new species are described: Sodreana glaucoi from Ilhabela and Boraceia, Sao Paulo state; S. curupira from Parque Nacional da Serra dos Orgaos, Rio de Janeiro state, and S. caipora from Ubatuba, Sao Paulo state. Sodreaninae species are restricted to forested areas and most occur in the southern part of the coastal Atlantic rainforest, one species occurs in interior Atlantic rainforest. The biogeographical analysis (Brooks Parsimony Analysis) resulted in a single and fully resolved most parsimonious tree with three main: components: northern (Bahia and Serra do Espinhaco), southern (Santa Catarina, Parana, Serra do Mar of Sao Paulo), and central (Espirito Santo, Serra da Bocaina, southern state of Rio de Janeiro, Serra dos Orgaos, Serra da Mantiqueira, Serra do Mar of Sao Paulo).

Chloroplast microsatellite markers for the Neotropical orchid genus Epidendrum, and cross-amplification in other Laeliinae species (Orchidaceae)

One of the most significant challenges confronting orchid researchers is the lack of specific molecular markers, mainly for species in the Neotropics. Here we report the first set of specific chloroplast microsatellite primers (cpSSR) developed for Neotropical orchids. In total, nine polymorphic cpSSR loci were isolated and characterized in four species occurring in the Brazilian Atlantic Rainforest: Epidendrum cinnabarinum, E. denticulatum, E. fulgens and E. puniceoluteum. Levels of intraspecific polymorphism were characterized using two populations for each species, with 13-20 individuals each. Allele numbers varied from two to three per locus, while the number of haplotypes ranged from three to six per species. Extensive differentiation among the taxa was detected. All markers were successfully cross-amplified in eight other different genera. These cpSSRs markers will enable novel insights into the evolution of this important Neotropical genus.

Description of two new species of Avicularia Lamarck 1818 and redescription of Avicularia diversipes (C. L. Koch 1842) (Araneae, Theraphosidae, Aviculariinae)-three possibly threatened Brazilian species

Avicularia diversipes (C. L. Koch 1842) known previously only from its original description is redescribed along with Avicularia sooretama sp. nov. and Avicularia gamba sp. nov. The three species are endemic to Brazilian Atlantic rainforest. With other Avicularia species, they share a procurved anterior eye row, slender embolus and medially folded spermathecae, whereas they have unusual characters, such as a very long and spiraled embolus (A. diversipes) and spermathecae with multilobular apex (A. sooretama sp. nov.). Furthermore, the three species lack a tibial apophysis in males and share a distinctive color pattern ontogeny that is not known in any other Avicularia species. The conservation status of the three species is discussed, especially with respect to endemism, illegal trafficking and habitat destruction. The creation of protected areas in southern State of Bahia, Brazil, is recommended, as well as the inclusion of these species in IUCN and CITES lists. Appendices with figures and species information are presented to facilitate correct specimen identification by custom officers, in order to limit illegal traffic.