A regeneração natural de plântulas é um processo ecológico fundamental para manter comunidades vegetais a longo prazo. Após o processo de restauração, a regeneração natural pode aumentar a velocidade de recuperação da estrutura, função, composição e biodiversidade vegetal da comunidade. A biodiversidade pode, portanto, potencializar a regeneração natural de plantas nas comunidades restauradas através de mecanismos de diferenciação de nichos e de facilitação, no entanto, a maneira como os atributos da diversidade da comunidade de plantas presentes nos modelos de plantio de uma área restaurada, promovem a regeneração natural, ainda é pouco explorada. O presente estudo tem como finalidade testar como a diversidade de árvores plantadas e seu potencial de facilitação em comunidades restauradas da Caatinga afetam a dinâmica da regeneração natural de espécies arbóreas. Para isso, realizamos um levantamento das espécies lenhosas que colonizaram naturalmente um experimento de restauração da Caatinga com foco em biodiversidade e funcionamento ecossistêmico (BEF) após 7 anos de plantio. O experimento possui 6 tratamentos de diversidade (1, 2, 4, 8, 16 espécies arbóreas e parcelas controle sem plantio) e um gradiente de potencial de facilitação das espécies arbóreas plantadas nas parcelas. Foram contabilizados 4.017 indivíduos regenerantes, compondo 15 espécies lenhosas representando 10 famílias, sendo Fabaceae a mais abundante com 5 espécies. Os resultados demonstram efeitos positivos sinérgicos da diversidade e facilitação com interação significativa entre essas duas variáveis. A alta diversidade e o alto potencial de facilitação de árvores plantadas aumentaram a abundância dos indivíduos regenerantes nas comunidades restauradas. Neste sentido, a estrutura da comunidade vegetal restaurada é um fator-chave para fomentar a regeneração natural das florestas. Desta forma, implementar comunidades plantadas com espécies facilitadoras e maior diversidade vegetal pode maximizar o sucesso da restauração de ambientes secos, contribuindo para a regeneração, manutenção e funcionamento das comunidades a longo prazo.

As aves são animais bem estudados, em parte devido à sua exuberante atividade vocal ao amanhecer, que é chamada de “coro do amanhecer”. Esse fenômeno é mais estudado em regiões temperadas do hemisfério norte e geralmente avalia uma única espécie de ave. A atividade vocal das aves pode ser influenciada por fatores ambientais, que podem limitar a emissão de vocalizações durante condições adversas. Este estudo teve como objetivo avaliar como os fatores ambientais influenciam a atividade vocal das aves e a riqueza de espécies, além identificar a ocorrência dos chamados coros do amanhecer e do entardecer das aves no nível da comunidade. As gravações de áudio foram adquiridas por meio do uso de gravadores autônomos colocados em dois pontos no estado do Rio Grande do Norte: um na zona rural do município de Currais Novos (bioma Caatinga) e o outro no Parque Estadual Dunas de Natal (bioma Mata Atlântica). As gravações foram realizadas durante doze coletas mensais de 3 dias de duração em cada local. Os arquivos de áudio foram analisados usando espectrogramas no software Raven Pro 1.6, no qual todas as vocalizações foram contadas manualmente e as espécies identificadas. Duas métricas para estabelecer o início e o fim dos coros foram testadas, e a influência dos fatores ambientais na ocorrência ou não dos coros também foi avaliada. Foram construídos Modelos Aditivos Generalizados (GAM) usando seis variáveis ambientais, e de acordo como Critério de Informação de Akaike (AIC), os modelos cheios foram os melhores, indicando a importância de múltiplos fatores ambientais atuando em conjunto como preditores da atividade vocal e da riqueza de espécies nos locais amostrados. Alguns fatores, como a condição de luz, tiveram efeitos positivos nas variáveis resposta, enquanto outros, como precipitação e velocidade do vento, apresentaram efeitos negativos. Os coros do amanhecer tiveram sua ocorrência influenciada pela precipitação instantânea e pelo índice de vegetação NDVI, e apresentaram certas tendências sazonais de sua detecção em ambos os pontos suportadas pela visualização por meio de mapas de calor. Os coros do entardecer foram considerados sazonalmente inexistentes em ambos os locais avaliados. Os resultados do presente trabalho indicam que a atividade vocal, riqueza de espécies, e a presença/ausência dos coros a nível de comunidade tem relação com variáveis ambientais e com suas diferentes características sazonais de cada local estudado.

Derramamentos de óleo são eventos de alto impacto ambiental para a área atingida. O petróleo e seus derivados são compostos tóxicos capazes de persistir por muito tempo no ambiente na forma de moléculas químicas chamadas Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs). Seus efeitos prejudiciais para o ecossistema e a fauna marinha ocorrem no curto, médio e longo prazo e incluem morte imediata por inalação de vapores tóxicos, danos teciduais, irregularidades fisiológicas, problemas ontogenéticos e efeitos associados à bioacumulação. Assim, em um evento de derramamento de óleo é preocupante a contaminação de animais e vegetais, pois afeta a saúde populacional das espécies e do ambiente. No entanto, o processo de contaminação não transcorre de maneira igual para os diferentes grupos atingidos. Tais diferenças podem ocorrem devido a diversidade de características ecológicas intrínsecas de cada espécie e sua relação com diferentes níveis de vulnerabilidade ao contaminante. Logo, além de avaliar o grau de contaminação geral, é necessário observar os valores espécie-específicos e refletir acercar da influência de fatores ecológicos como fonte da variação. O presente estudo busca investigar a contaminação por petróleo em organismos marinhos de três diferentes táxons (moluscos, crustáceos e peixes) coletados em quatro praias do litoral sul do Rio Grande do Norte, região atingida pelo desastre de petróleo de 2019 no Brasil. A pesquisa utiliza a ecologia das diferentes espécies como pano de fundo para compreender os níveis de contaminação e danos associados. No capítulo I, realizamos uma análise química para detecção de HPAs em 12 espécies e observamos um perfil de contaminação com predominância de HPAs leves, conforme já  registrado em eventos de derramamento de óleo. Também observamos maiores concentrações de HPAs em organismos invertebrados do que vertebrados, corroborando a suscetibilidade de moluscos e crustáceos a contaminantes. O capítulo II, trata das análises de conteúdo estomacal e histopatológicas de tecidos de 11 espécies de peixes. Como resultados, detectamos a presença de óleo no trato gastrointestinal de 11 indivíduos (≈ 5 %) e danos teciduais no esôfago e estomago de 4 indivíduos (≈ 3 %) de peixes. O estudo fornece um cenário da contaminação e dos impactos para as espécies marinhas após desastre de 2019 e uma análise da relação entre suas características ecológicas e a vulnerabilidade à contaminação por petróleo.

A biodiversidade tem um importante papel no funcionamento dos ecossistemas e consequentemente, na estabilidade dos serviços oferecidos e regulados por eles. Mudanças na diversidade de uma comunidade de plantas podem provocar alterações nos ciclos biogeoquímicos, mudanças na produtividade, na abundância e diversidade da fauna local, assim como nas funções desempenhadas por esses organismos. O fortalecimento das relações entre a biodiversidade e o funcionamento dos ecossistemas podem ser mediadas pelo efeito da complementariedade. Nessas relações, as espécies utilizam os recursos de diferentes maneiras, e, portanto, algumas funções dos ecossistemas são melhoradas pelos efeitos da facilitação ou diferenciação de nicho. Em comunidades vegetais a facilitação é um importante estruturador da distribuição espacial e frequência relativa das espécies, sendo potencialmente importante para o funcionamento dos ecossistemas. Deste modo, nos propomos a investigar na tesecomo o a riqueza, composição e potencial de facilitação de comunidades vegetais em um experimento de Biodiversidade e Funcionamento dos Ecossistemas afetam, (I) a comunidade de artrópodes de solo, (II) a comunidade de insetos herbívoros (III) as configurações das redes de interação entre planta-inseto herbívoro, e (IV) a comunidade de formigas e os seus serviços de dispersão de sementes. No primeiro capítulo testamos as hipóteses de que a abundância e a diversidade de artrópodes que habitam o solo são afetadas positivamente pela riqueza de espécies de árvores e por um gradiente de facilitação de plantas que pode aumentar a produtividade da comunidade e a heterogeneidade de recursos, além de melhorar as condições do solo. Usando modelos aditivos generalizados (GAM), descobrimos que a riqueza de árvores, que afeta diretamente a heterogeneidade da folhagem, afetou positivamente a riqueza total de artrópodes, bem como a riqueza de Hemiptera, Hymenoptera e predadores. Ao contrário do esperado, a facilitação não teve efeito detectável sobre a estrutura da comunidade de artrópodes. A disponibilidade de nutrientes e a altura média da árvore, usada como indicador da produtividade da comunidade, surgiram como os principais impulsionadores da abundância de artrópodes. No capítulo dois, testamos as hipóteses de que a abundância e a riqueza de insetos herbívoros são afetadas positivamente pela riqueza de espécies de árvores e por um gradiente de facilitação entre plantas, que pode aumentar a produtividade da comunidade e a heterogeneidade de recursos. Além disso, avaliamos se esses efeitos são mediados pelo número médio estimado de folhas das árvores, utilizado como um indicador da produtividade da comunidade vegetal, e pela densidade de árvores com nectários extraflorais, uma característica de defesa potencialmente importante. Utilizando modelos aditivos generalizados (GAM) para controlar os efeitos do espaço e da composição da comunidade de plantas, observamos que a riqueza de insetos herbívoros foi positivamente influenciada pela riqueza de árvores, pela facilitação entre plantas e pelo número médio de folhas, mas não pela densidade de árvores com nectários extraflorais. A abundância de insetos, por sua vez, foi afetada apenas pelo número médio de folhas. Especificamente, a diversidade de plantas influenciou a riqueza de Coleoptera, Orthoptera e Phasmatodea, enquanto a facilitação também afetou a riqueza de Coleoptera. Além disso, o número de folhas teve efeito positivo sobre a riqueza e a abundância de Orthoptera. No terceiro capítulo, examinamos como o gradiente de diversidade de árvores afeta a estrutura das redes de interação planta-herbívoro (controlando a composição das espécies de plantas) e como a estrutura dessas redes muda ao longo do tempo com a maturidade das comunidades. Demonstramos que o número de espécies de insetos herbívoros e o número de interações que eles estabeleceram aumentaram com a maturação da comunidade. Além disso, ao longo desse processo, as redes de interação planta-herbívoro apresentaram menor conectividade, menor aninhamento e maior modularidade. Observamos também que a diversidade de árvores teve um efeito positivo sobre a conectividade e o aninhamento das redes, mas um efeito negativo sobre a modularidade. No quarto capítulo, investigamos o efeito da diversidade de árvores, facilitação e densidade de árvores com nectários extraflorais na abundância, riqueza, diversidade funcional e diversidade filogenética de formigas terrestres e nos serviços de dispersão prestados pelas formigas. Os modelos lineares generalizados mistos (GLMM) mostraram que a riqueza de árvores afeta positivamente a abundância, a riqueza, a diversidade funcional e a diversidade filogenética de formigas. Além disso, a riqueza de árvores teve um forte efeito positivo na proporção e distância de sementes dispersas. Ao contrário das nossas expectativas, a facilitação e o número de árvores com nectários extraflorais não afetaram as formigas terrestres e suas funções. Com a tese, preenchemos lacunas importantes sobre como a diversidade e a composição das comunidades vegetais afetam as comunidades de artrópodes, além de aprofundarmos o entendimento sobre as interações planta-inseto herbívoro em diferentes estágios de maturidade das comunidades. Com a tese, contribuímos para preencher lacunas sobre como a diversidade e composição das comunidades vegetais, juntamente com a facilitação entre plantas, afetam as comunidades de artrópodes e seus grupos tróficos, além de suas funções ecossistêmicas, como a dispersão de sementes. Também fornecemos novos insights sobre os processos que estruturam as redes de interação planta-inseto herbívoro.

Primatas são espécies arbóreas e semiarbóreas, dependentes de plantas vasculares para suprir suas necessidades ecológicas. Proporcionalmente, são os mamíferos mais ameaçados de extinção, principalmente devido à perda e fragmentação de habitat, que podem ser potencializadas pelas mudanças climáticas. O histórico de desmatamento e fragmentação da Mata Atlântica, aliado à alta riqueza de espécies de primatas e às mudanças climáticas esperadas para esta região, a torna fundamental para ações de conservação de primatas. Esta tese está dividida em três capítulos. No primeiro capítulo, sintetizamos o conhecimento sobre os recursos alimentares de espécies de primatas na Mata Atlântica. Investigamos a distribuição temporal e espacial de estudos com informações publicadas na literatura científica sobre dieta, os principais táxons registrados como recursos alimentares e as partes de plantas mais consumidas por esses primatas. 96% dos registros alimentares foram de plantas, principalmente frutos (50%), folhas (31%) e flores (14%). A maioria das espécies, gêneros e famílias de plantas tem poucos registros. As famílias mais registradas foram Myrtaceae (n=440) e Fabaceae (n=392), e os gêneros foram Eugenia (n=123), Inga (n=113), Ficus (n=109) e Myrcia (n=102). Algumas espécies de primatas com programas de conservação de longa data ou monitoramento populacional apresentaram o maior número de registros de recursos alimentares. Os locais de estudo geralmente cobrem apenas uma pequena parte da distribuição geográfica das espécies de primatas, indicando um viés geográfico. Nossos resultados destacam a escassez de pesquisas sobre a dieta de primatas da Mata Atlântica, o que é especialmente preocupante para espécies ameaçadas como Callithrix aurita e Leontopithecus caissara, que tiveram apenas notas ocasionais de história natural sobre recursos alimentares, e Sapajus robustus, que não teve registros. Reforçamos a necessidade de conduzir mais pesquisas sobre a dieta de primatas da Mata Atlântica. Esse conhecimento pode contribuir para a compreensão da plasticidade e fisiologia dos organismos. No segundo capítulo, avaliamos os efeitos das mudanças climáticas na distribuição de Brachyteles (B. arachnoides e B. hypoxanthus), primatas endêmicos da Mata Atlântica, e seus principais recursos alimentares. Modelamos as distribuições atuais e futuras (2060 e 2100) desses primatas e de 46 plantas frequentemente associadas na literatura à sua dieta (26 para B. arachnoides; 20 para B. hypoxanthus). Dentro de suas distribuições geográficas, sob diferentes cenários climáticos (atual e quatro futuros), analisamos a adequabilidade e distribuição de Brachyteles e de seus recursos alimentares, a sobreposição entre suas distribuições (primatas e plantas) e o número de espécies de plantas por pixel. A adequabilidade climática de Brachyteles diminuiu nos cenários futuros, com maior declínio para B. hypoxanthus. Projeta-se que a distribuição de B. arachnoides aumente 15% até 2100 no cenário de maiores emissões de gases estufa, enquanto para B. hypoxanthus as reduções esperadas são de até 91% no mesmo cenário e tempo projetado. Tanto a adequabilidade climática quanto o número de recursos alimentares foram maiores no clima atual em comparação com as projeções futuras. A sobreposição entre as distribuições de Brachyteles e seus recursos também tende a diminuir nos cenários futuros, especialmente nos mais severos, assim como o número de espécies de plantas por pixel, com declínios mais acentuados para B. hypoxanthus. Pesquisas anteriores também indicaram potenciais reduções nas distribuições futuras de Brachyteles e espécies de árvores dentro da Mata Atlântica, com impactos mais severos para o B. hypoxanthus. As reduções projetadas na adequabilidade de Brachyteles e seus principais recursos alimentares, juntamente com a perda de habitat na Mata Atlântica, ameaçam a sobrevivência deste gênero Criticamente Ameaçado de extinção. Enriquecer e conectar fragmentos com espécies-chave de recursos alimentares para Brachyteles é vital para dar suporte à viabilidade e à dispersão de populações à medida que os habitats adequados diminuem. No terceiro capítulo, avaliamos o estado atual e futuro (2060 e 2100) das paisagens habitadas por Brachyteles, combinando modelos de adequabilidade climática com métricas de paisagem. Identificamos 39 paisagens com a ocorrência de Brachyteles (B. arachnoides=25 e B. hypoxanthus=14). Nessas paisagens, avaliamos os impactos projetados das mudanças climáticas na adequabilidade e na distribuição desses primatas e de seus principais recursos alimentares, juntamente com a cobertura florestal e a proporção de paisagens sobrepostas por áreas protegidas (Unidades de Conservação). Por fim, classificamos o status de qualidade das paisagens em quatro categorias: Alto, Moderado, Baixo e Muito Baixo. A adequabilidade climática em paisagens com ocorrência de Brachyteles foi geralmente maior nas projeções para o clima atual do que para o futuro, especialmente para B. hypoxanthus. Da mesma forma, o número de recursos alimentares projetados no clima atual foi maior do que no futuro para ambos os Brachyteles, apesar da pequena diferença. Paisagens com ocorrência de B. arachnoides apresentaram maior cobertura florestal (76%) e baixa sobreposição com áreas protegidas (76%), enquanto paisagens com ocorrência de B. hypoxanthus apresentaram menor cobertura florestal (48%) e maior sobreposição com áreas protegidas (86%). Brachyteles arachnoides manteve uma proporção estável de paisagens com Alta Qualidade, mesmo no cenário de altas emissões de gases de efeito estufa (Atual=62%, 2060=65% e 2100=54%). Brachyteles hypoxanthus teve uma redução em paisagens de Alta Qualidade (Atual=3 paisagens, 2060=2 e 2100=1) e um aumento em paisagens de Qualidade Muito Baixa (Atual=20%, 2060=47% e 2100=60%). As paisagens com a ocorrência de B. arachnoides com menor qualidade estão no sul de sua distribuição geográfica e na porção disjunta a noroeste, enquanto para B. hypoxanthus, as regiões críticas se estendem do limite norte (porção disjunta) de sua distribuição até o sudoeste. Essas áreas requerem ações imediatas de conservação, como enriquecimento da paisagem, aumento da conectividade e monitoramento populacional para garantir a sobrevivência dessas espécies a longo prazo.

A Mata Atlântica é a segunda maior floresta da América do Sul, considerada um hotspot  de biodiversidade por ser um dos biomas mais biodiversos do mundo e por enfrentar  sérias ameaças decorrentes da crescente degradação do ecossistema. As aves constituem  um grupo particularmente afetado pela degradação da Mata Atlântica, muitas delas  enfrentam a ameaça iminente de extinção, resultante da perda de habitat causada pelo  desmatamento. Para evitar perdas de biodiversidade, é fundamental entender os efeitos  da fragmentação do habitat e avaliar como as espécies respondem às mudanças na  paisagem. A modelagem de ocupação tem sido uma abordagem amplamente utilizada  para investigar a persistência das espécies em paisagens fragmentadas. Por meio dessa  abordagem, é possível identificar áreas prioritárias, possibilitando a criação de unidades  de conservação, além de embasar a formulação de políticas públicas mais efetivas. O  objetivo desse estudo foi testar como as características do habitat, em diferentes escalas  espaciais, afetam a ocupação das aves insetívoras ameaçadas em fragmentos de Mata  Atlântica. Realizamos o estudo em 11 fragmentos florestais nos estados do Rio Grande  do Norte e Paraíba. A detecção das espécies foi feita com uso de gravadores autônomos  distribuídos em oito pontos aleatorizados em cada fragmento. Coletamos informações de  hábitat em três escalas espaciais: escala de paisagem, de fragmento e micro-habitat. As  espécies alvo foram aves insetívoras ameaçadas da Mata Atlântica. A probabilidade de  ocupação de cada espécie (ψ) foi estimada usando modelagem de ocupação estática, a  qual considera a detecção imperfeita. As análises foram feitas no programa MARK.  Dentre as espécies ameaçadas que ocorrem na Mata Atlântica nordestina, seis foram  registradas. Xenops. minutus, Herpsilochmus. pectoralis, Conopophaga. cearae, Picumnus.  pernambucensis e Xiphorynchus. atlanticus e Automolus. lammi. Em geral, a ocupação de  todas as espécies foi influenciada por variáveis de micro-habitat e de fragmento, e  apenas X. atlanticus foi influenciada por variáveis da paisagem. As espécies responderam  de forma diferente às variáveis nas diversas escalas propostas.. Notavelmente, as  variáveis associadas ao fragmento e ao micro-habitat se destacaram, demonstrando  serem as escalas com maior número de variáveis influenciando na ocupação das espécies. As ocupações mais baixas foram de X. atlanticus (ψ = 0.001), A. lammi (ψ = 0.003), P.  pernambucensis (ψ = 0.02) e C. cearae (ψ = 0.08), as mais altas foram de H. pectoralis  (ψ = 0.16) e de X. minutus (ψ = 0,89). Destacamos a importância crucial de conduzir  estudos que avaliem os efeitos da fragmentação em múltiplas escalas para obter  informações valiosas e promover a conservação de aves ameaçadas florestais na região  Neotropical.

Em florestas tropicais sazonalmente secas, a água é um recurso limitante para os processos de germinação e crescimento das plantas, portanto, a dormência, a ortodoxia e o armazenamento de reservas, são características funcionais que coordenam estratégias de resistência à dessecação em sementes, e são cruciais para garantir a sobrevivência das espécies, principalmente durante o período de restrição hídrica. Aliar este conhecimento teórico com as iniciativas de restauração são o direcionamento chave para garantir o sucesso da restauração destas florestas. A partir disso, a presente dissertação buscou responder quais são as dinâmicas de investimento em características funcionais de sementes e como essas características afetam o processo de germinação em florestas sazonalmente secas da Caatinga. Para isto, utilizamos testes de germinação, quantificamos o tamanho das sementes, as reservas armazenadas e o investimento em tegumento para 22 espécies arbóreas nativas. No primeiro capítulo, buscamos responder como a ocorrência de dormência em sementes modula as estratégias de germinação, e propor metodologias adequadas para a produção de mudas. Encontramos espécies que produzem sementes não dormentes ou com dormência física, apresentando duas estratégias para a colonização do ambiente que são influenciadas pelo tamanho das sementes e a velocidade de germinação. As espécies produzem sementes que utilizam a dormência ou ortodoxia como estratégias para distribuir a germinação ao longo do tempo e tolerar o período seco nos bancos de sementes. No segundo capítulo, testamos como as características funcionais de proteção e nutrição das sementes afetam as estratégias de germinação. As relações de investimento em tamanho, reservas armazenadas, tegumento e velocidade de germinação, coordenam estratégias aquisitivas e conservativas para evitar ou tolerar o período de baixa disponibilidade hídrica, gerando uma dessincronia no período de recrutamento de novos indivíduos. No grupo aquisitivo, as sementes pequenas e com poucas reservas, investem em tegumento como forma de proteção e germinam rapidamente. No grupo conservativo, as sementes grandes investem no armazenamento de mais reservas e germinam lentamente. Desse modo, este trabalho permite compreender as diferentes estratégias das plantas para a produção de sementes em florestas sazonalmente secas da Caatinga, garantindo a sobrevivência e colonização do ambiente. Além disso, contribuímos com avanços metodológicos para a restauração ecológica, maximizando a produção de mudas em casa de vegetação.

As florestas tropicais são indiscutivelmente os ecossistemas naturais mais biodiversos do mundo. Ainda assim, são constantemente destruídas pela ação humana, impactando diversos serviços ecossistêmicos devido ao empobrecimento das relações ecológicas resultantes das perdas de biodiversidade que enfrentam. As aves frugívoras desempenham um papel crucial nas florestas tropicais, atuando como dispersoras de sementes e promovendo a recuperação ambiental em paisagens perturbadas. Portanto, compreender os fatores que influenciam a ocorrência dessas aves em florestas tropicais fragmentadas é fundamental para a conservação desses ecossistemas. Tais informações são essenciais para orientar medidas de controle e manejo que favoreçam a permanência desse grupo de aves em áreas impactadas, garantindo a continuidade dos serviços ambientais que elas proporcionam. Aqui, investigamos como a estrutura do habitat em múltiplas escalas espaciais afeta os padrões de ocupação das aves frugívoras. Realizamos o estudo em 11 fragmentos florestais localizados no norte do Centro de Endemismo Pernambuco, na Mata Atlântica brasileira. Registramos os dados de detecção das espécies por meio de gravadores autônomos em cada sítio amostral durante três dias consecutivos. Estimamos a probabilidade de ocupação das espécies considerando a detecção imperfeita, utilizando três escalas espaciais (paisagem, fragmento e micro-habitat). Destacamos que as espécies de aves frugívoras responderam a diferentes características da estrutura do habitat em fragmentos florestais de Mata Atlântica. Na escala da paisagem, a maioria das espécies apresentou maior probabilidade de ocupação em áreas com terrenos mais rugosos, com maior presença de formações florestais naturais e menor cobertura de áreas não vegetadas. Na escala do fragmento, em sua maioria, as espécies demonstraram maior ocupação em fragmentos maiores, mais circulares, mais próximos do núcleo do Centro de Endemismo Pernambuco e com florestas mais íntegras. Na escala do micro-habitat, as espécies apresentaram maior ocupação em locais com árvores mais altas e maior complexidade no sub-bosque. Além disso, observou-se maior ocupação em áreas mais próximas das bordas de fragmentos, com exceção de uma espécie que apresentou maior ocupação em áreas mais distantes das bordas florestais. Nossa pesquisa enfatiza que, para garantir maior ocupação das aves frugívoras e preservar suas funções ecológicas no ecossistema, é recomendável implementar medidas de proteção nas áreas florestais remanescentes, promover a recuperação de áreas degradadas e executar projetos para conservar a estrutura da vegetação local nos fragmentos florestais.

A restauração ecológica desempenha um papel crucial para a superação dos desafios urgentes relacionados à degradação dos ecossistemas, perda de biodiversidade e mudanças climáticas. Em regiões como a Caatinga, que enfrenta desafios climáticos únicos, a restauração pode ser uma aliada como técnica para promover a fixação de carbono nas áreas degradadas, fortalecendo o potencial de mitigação das mudanças climáticas. Este estudo busca identificar técnicas eficazes de restauração e avaliar seu impacto na acumulação de carbono, no desenvolvimento de espécies arbóreas e nas características das mudas, com o objetivo de otimizar a produção de biomassa em ecossistemas semiáridos. A pesquisa envolveu seis espécies arbóreas nativas da Caatinga e implementou cinco tratamentos de plantio em parcelas de 12m x 8m, com espaçamento de 2 m, replicados cinco vezes. Esses tratamentos incluíram o controle (sem manipulação), irrigação por gotejamento, transplante de serrapilheira, combinação entre irrigação e transplante de serrapilheira, e agrofloresta. As mudas foram categorizadas com base nas dimensões das raízes (pequenas ou grandes) e da parte aérea (pequena ou grande), e medidas de altura, diâmetro à altura do solo, biomassa aérea e conteúdo de água das plantas foram registradas após três anos da restauração, no final do experimento. Nossos resultados revelaram que a adição de água teve um impacto significativo no acúmulo de carbono. A espécie Jurema preta (Mimosa tenuiflora) demostrou ser a mais promissora para projetos de neutralização de gases de efeito estufa, apresentando acúmulo de aproximadamente 0,09 Kg de carbono por m². A pesquisa também abordou a importância das dimensões das mudas, indicando que plantas com raízes e parte aérea maiores acumularam mais biomassa e obtêm maior taxa de sobrevivência. Além disso, a espécie Catingueira demonstrou excelente sobrevivência em tratamentos com restrição de água, especialmente quando as mudas apresentavam raízes pequenas. O total de carbono acumulado ao final do experimento foi de 0,1 Kg por m². Essas descobertas oferecem direcionamentos e estratégias para gestão e restauração, destacando a importância de levar em conta não apenas a disponibilidade de água, mas também as particularidades das espécies e o porte das mudas para maximizar a eficácia dos projetos de restauração na Caatinga.

As mudanças globais têm tornado o branqueamento de corais mais frequente e intenso, contribuindo para a mortalidade em massa desses organismos e a degradação dos recifes. Apesar disso, corais em alguns recifes têm mostrado diferentes suscetibilidades ao branqueamento e diferentes capacidades de recuperação após eventos de estresse, com alguns corais branqueando menos e sobrevivendo mais. Esse padrão pode estar relacionado à variabilidade natural da temperatura no habitat de origem dos corais, que pode influenciar diferentes mecanismos dos corais para lidar com o estresse térmico, seja por adaptação ou aclimatização. Diante disso, realizamos experimentos, em laboratório e em campo, com colônias de Siderastrea stellata de habitats com alta (poças de maré), média (recifes rasos; 2m) e baixa variação de temperatura (recifes fundos; 28m), para avaliar sua resposta ao estresse térmico e sua capacidade de aclimatização em ambientes com diferentes dinâmicas de temperatura. Corais de poça de maré branquearam menos e não sofreram grande diminuição da eficiência fotossintética quando expostos ao estresse térmico, ao passo que corais de ambientes com temperaturas mais estáveis (raso e fundo) se mostraram mais vulneráveis ao estresse térmico, branqueando mais e sofrendo grande diminuição da eficiência fotossintética. Os corais do fundo também apresentaram branqueamento e diminuição da eficiência fotossintética ao serem transplantados para ambientes mais termicamente variáveis. Nossos resultados revelaram que corais de poça de maré são mais resistentes que os de recifes rasos e fundos, sugerindo que ambientes com grande variação térmica selecionam mecanismos de tolerância que favorecem a persistência dos corais nesses locais, tornando-os também mais preparados para lidar com as mudanças climáticas.

Fornecer informações precisas sobre o status populacional e preferências de habitat é essencial para desenvolver estratégias de conservação para as aves limícolas. Utilizar espécies chaves para entender padrões de uso de habitat
pode contribuir com a conservação das espécies estudadas e de outras aves limícolas que compartilham o mesmo ambiente. O objetivo deste estudo foi analisar os requerimentos de habitats da batuíra-bicuda (Charadrius wilsonia), ameaçada de extinção, e do piru-piru (Haematopus palliatus), aves limícolas residentes estritamente costeiras. Modelamos a presença das espécies com variáveis ambientais e antrópicas, para entender quais afetam a detecção (p) e a ocupação (Ѱ) das espécies no Sítio WHSRN (Western Hemisphere Shorebird Reserve Network) Banco dos Cajuais – localizado na porção central semiárida da zona costeira do Brasil. Os dados foram coletados de julho de 2022 a junho de 2023. Encontramos que H. palliatus foi mais presente (Ѱ = 0.99) que C. wilsonia (Ѱ = 0.87), mas ambas as espécies apresentaram alta probabilidade de ocupação. Descobrimos que a ocupação de Charadrius wilsonia e Haematopus palliatus é influenciada pela variação da estrutura do ambiente e por distúrbios naturais e antrópicos. Dentre as variáveis explicativas mais importantes para a ocupação das espécies, destaca-se para Charadrius wilsonia, uma relação negativa entre a ocupação e distância de canais fluviais e para Haematopus palliatus uma relação positiva entre a ocupação e a disponibilidade de solo arenoso exposto. Os resultados deste trabalho podem contribuir no manejo de áreas reconhecidas como prioritárias para a conservação de Charadrius wilsonia e Haematopus palliatus, além de auxiliar na identificação de novas áreas que possuem fatores determinantes para a ocorrência das espécies.

Frutos carnosos são o elo entre fauna e flora. Servem como recurso para a fauna, ao mesmo tempo que favorecem a colonização de espécies vegetais. Pressões seletivas nas interações planta-animal podem moldar os caracteres de frutos e sementes e tem potencial para explicar a diversidade de espécies atual. Nesta dissertação, utilizei Myrtaceae, uma das famílias mais ricas em espécies nos trópicos, como modelo para testar o efeito dos caracteres da planta e do fruto nas taxas de especiação da família. Assim, no capítulo um expandi o banco de dados morfológicos de frutos e sementes de Myrtaceae, resultando em dados para 956 espécies e adicionando novas variáveis sobre o display, altura da planta e hábito de vida. No capítulo dois, testei a relação entre tamanho de frutos e sementes, coloração de frutos e altura da planta e quantifiquei a influência desses caracteres nas taxas de diversificação através do modelo MISSE. Myrtaceae apresentou ampla variação morfológica, possuindo frutos grandes com várias sementes pequenas ou frutos pequenos com sementes poucas e pequenas. Apenas a heterogeneidade dos atributos funcionais, não é capaz de explicar as elevadas taxas de especiação encontradas na tribo Myrteae, indicando que outros fatores abióticos e bióticos moldam a diversidade atual de espécies. No capítulo 3, testei a hipótese do atraso-atrativo visual a qual prevê que os frutos em estágio intermediário de maturação e com coloração conspícua aumentam a atratividade da copa e tem capacidade antecipada de germinação. O display multicolorido demonstrou maior poder de atração ao ser mais removido que o display unicolorido, mas a germinação independe do tipo de display das espécies, ou seja, as sementes são capazes de germinar em todos os estágios de maturação. Os resultados encontrados contribuem para o avanço no entendimento dos padrões morfológicos de frutos e sementes ligados a dispersão e seu papel na diversidade da família Myrtaceae.

Myrtaceae é uma das famílias mais ricas em espécies e desempenha um papel crucial na ecologia da região tropical, especialmente nas Américas, onde está representada pela tribo Myrteae. Este grupo possui ampla diversidade de frutos carnosos que são utilizados como recurso pela fauna, ao mesmo tempo que conta com o papel dos frugívoros para dispersão de suas sementes. Essa interação planta-animal afeta o sucesso evolutivo de ambas as linhagens e espera-se que a seleção de frutos pelos frugívoros explique a elevada diversidade de espécies desta família. Com isso, essa dissertação foi dividida em dois capítulos. O primeiro capítulo teve o objetivo de revisar o consumo de frutos das mirtáceas neotropicais por animais a partir de uma busca sistemática na literatura através das bases de dados Web of Science, Scopus e SciELO e em referências adicionais citadas nestes estudos. Foram encontradas 324 fontes de informações. As pesquisas foram desenvolvidas do México ao sul do continente americano, abrangendo 18 países, existindo uma elevada concentração de estudos no Brasil (188 estudos de 324 encontrados; 58%). Foram registradas ao todo 1858 interações de frugivoria, envolvendo 200 espécies da tribo Myrteae e 292 espécies de frugívoros (152 espécies de aves, 106 de mamíferos, 17 de peixes, 8 de formigas, 8 de répteis e 1 de crustáceo). Deste total, 722 interações foram registros únicos entre espécies conhecidas (i.e. descartando registros duplicados encontrados em diferentes estudos e registros onde uma das espécies envolvidas ou ambas estavam indeterminados em nível específico). Cerca de 40% dos estudos registraram interações envolvendo espécies de plantas com algum nível de incerteza taxonômica, seja na espécie ou no gênero de Myrtaceae. As interações ocorreram com pelo menos 19 gêneros de Myrteae, sendo que dentre as interações em espécies conhecidas, Eugenia foi o mais estudado aparecendo em 165 estudos (51% do total). Este gênero também teve mais espécies estudadas, pelo menos 65, e mais interações registradas (541 no total, sendo 371 com espécies de animais conhecidas). No segundo capítulo, este banco de dados inicial foi filtrado para as interações onde a taxonomia da planta e do animal eram conhecidas até o nível específico e apenas para vertebrados (já que interações com formigas e crustáceos são exceções nos padrões de dispersão de Myrtaceae), para então caracterizar as associações entre os caracteres dos frutos e sementes e seus frugívoros testando a hipótese da síndrome de dispersão de sementes e seu impacto na especiação de Myrteae. A partir de 225 trabalhos, encontramos 1019 interações (sendo 697 únicas) entre 254 espécies de vertebrados e 163 espécies de Myrteae. Primatas consumiram 79 espécies de Myrtaceae (127 interações únicas) enquanto as aves 42 espécies (221 interações únicas), outros vertebrados foram menos importantes na dispersão do grupo. A grande maioria das espécies de Myrtaceae apresentou frutos pretos, pequenos e com uma única semente que foram dispersos por todos os grupos visitantes, mas em especial pelas aves. Enquanto o segundo grupo de frutos mais importante foram os amarelos e grandes com muitas sementes, característicos dos gêneros Psidium e Campomanesia, os quais foram mais visitados por primatas. Outras síndromes de dispersão não são claras e há grande sobreposição nas características de frutos e sementes que são consumidas por aves e mamíferos. Mesmo quando subdividimos os mamíferos de acordo com suas ordens, as síndromes de dispersão não são evidenciadas em Myrteae. Além disso, encontramos uma tendência de amostragem nos estudos de frugivoria, com elevada concentração de dados para a região do Domínio do Paraná e por esta razão, para remover um possível efeito biogeográfico, as métricas de redes foram calculadas apenas para este Domínio (105 espécies de Myrtaceae, 139 espécies de animais, 568 interações, 422 interações únicas). A rede apresentou modularidade, mas sem um padrão evidente associado às características funcionais dos frutos ou aos animais que os consomem. Poucos módulos apresentaram características notáveis, como ausência de frutos pequenos no módulo 1, exclusividade de mamíferos no 5 e predomínio de aves e frutos pequenos no 8 e 9, provavelmente por um efeito de muitas interações com baixa frequência obscurecerem a identificação de padrões mais gerais. Muitas interações importantes ocorreram entre primatas, alguns deles se comportando como espécies conectoras e centros de módulos, incluindo espécies ameaçadas de extinção como Brachyteles arachnoides, Leontopithecus caissara e L. chrysopygus. O que serve de alerta para a manutenção da regeneração natural das florestas desta província. Num cenário de elevadas ameaças, estas espécies seriam as primeiras a desaparecer comprometendo a conservação destes ambientes. Encontramos ainda uma tendência, embora não significativa, de que linhagens produtoras de frutos grandes e amarelos tenham taxas de especiação mais baixas, ao passo que linhagens produtoras de frutos pequenos e pretos, as quais são consumidas por todos os grupos de frugívoros, tem taxas de especiação mais variadas, mas são as únicas com taxas de especiação mais altas dentro da tribo Myrteae. O banco de dados oferece avanço para o conhecimento das interações de frugivoria em Myrteae nas Américas e identifica lacunas de conhecimento, sugerindo direções para futuros estudos. Além disso, a análise da rede de interação sob uma perspectiva macroevolutiva trouxe pistas sobre o entendimento de como a escolha de frutos pelos frugívoros pode ter moldado a evolução e os padrões de diversificação em plantas.

Existem várias técnicas para controle da eutrofização, as técnicas físicas e químicas têm sido bastante utilizadas, entretanto existem poucos estudos sobre os os efeitos dessas técnicas no semiárido e nas comunidades planctônicas. Floc & Sinke Floc & Locksão técnicas de geoengenharia que tem como objetivo manipular o ciclo biogeoquímico do fósforo (P), removendo o P particulado (biomassa algal) por sedimentação (Floc & Sink), e o P dissolvido da água por adsorção e capeamento do sedimento (Floc & Lock). A técnica utiliza a combinação de coagulante e argilas (naturais ou modificadas) para sedimentação e/ou adsorção. Diante disso o objetivo geral dessa tese é analisar as respostas da comunidade planctônica frente à técnica de geoengenharia para controle da eutrofização e sua eficiência em águas de mananciais da região semiárida tropical. O primeiro capítulo teve por objetivo realizar uma análise cienciométrica da literatura para observar o efeito de técnicas químicas e físicas de controle da eutrofização em organismos planctônicos em ambientes eutróficos, avaliando a produção bibliométrica e determinando lacunas de conhecimento. Os resultados mostraram que as técnicas mais estudas foram: Floc & Sink, algicidas, Floc & Lock, aeração, dragagem e ultrassom, e que tem ocorrido mais interesse nelas ao longo dos anos. Os efeitos da técnica em outros grupos fitoplanctônicos, além das cianobactérias e no zooplâncton são pouco abordados, sendo uma das lacunas encontradas. Além disso, estudos que observem os efeitos ao longo do tempo, mostrando a sucessão da comunidade planctônica e em mesocosmos são minoria. No geral, todas as técnicas químicas removeram a biomassa ou o biovolume das cianobactérias. Ao contrário das técnicas físicas que tiveram resultados conflitantes, com resultados inconclusivos. Os poucos estudos após a aplicação da técnica mostram efeitos positivos na diversidade do fitoplâncton após o Floc & Sink e um aumento na riqueza após o Floc & Lock e a aeração. Todas as técnicas afetaram negativamente o zooplâncton, diminuindo a biomassa, sobrevivência ou abundância desses organismos. O capítulo dois objetivou analisar os efeitos na biomassa e composição fitoplanctônica, ao aplicarmos a técnica de mitigação Floc & Sink (F&S), em águas eutrofizadas de reservatórios da região semiárida tropical. Em escala experimental, utilizou-se um coagulante químico (Policloreto de Alumínio - PAC) e materiais naturais (Planossol e calcários bege e branco) como lastros para sedimentação e aplicamos uma abordagem funcional, Grupos Funcionais Baseados em Morfologia (MBFG), baseada em características morfológicas do fitoplâncton (Kruk et al., 2010), para avaliar quais mecanismos adaptativos são mais resistentes à sedimentação. A técnica foi capaz de sedimentar biomassa algal com adição coagulante mais lastro (PAC+Planosso; PAC+Calcário Bege e PAC+Calcário Branco). Os efeitos da técnica sobre a biomassa e composição do fitoplâncton variaram de acordo com o mecanismo de resistência à sedimentação. MBFG IV, sem características especializadas, sedimentado apenas com uso de coagulante. A presença de bainha mucilaginosa e aerótopos (Microcystis aeruginosa, MBFG VII), impediu sua sedimentação em todos os tratamentos. Nem o MBFG V (flagelados) nem o MBFG VI (diatomáceas pequenas) exibiram sedimentação. Além disso, as cianobactérias filamentosas (MBFG VIII) demonstraram maior resistência à sedimentação. O emprego de materiais de lastro naturais proporciona uma alternativa econômica para a remoção da biomassa de algas. O terceiro capítulo tem por objetivo testar a eficiência da técnica Floc & Lock no controle da fertilização interna e na remoção de biomassa algal de ambiente eutrofizado da região semiárida. Nós hipotetizamos que a técnica seria capaz de imobilizar o fósforo presente no sedimento, diminuindo a liberação de fósforo e assim, limitar o crescimento fitoplanctônico. O estudo foi conduzido em escala experimental em tubos de pvc contendo água e sedimento, incubados por 47 dias. Os tratamentos foram: adição de PAC, adição Phoslock® (PHOS), PAC + PHOS e PAC+PHOS+Calcário Bege (CB), além do controle, sem adição de nenhum tratamento. Nossos resultados mostraram que a técnica Floc & Lockconseguiu diminuir a liberação do fósforo no sedimento e limitar o crescimento fitoplanctônico, confirmando a hipótese do estudo. Apesar de todos os tratamentos terem sido eficientes no capeamento do sedimento e na remoção da bioamssaalgal, a combinação de PAC+PHOS foi o que alcançou menores taxas de liberação de fósforo. Entranto, os tratamentos PAC+ PHOS+CB e apenas PHOS também obtiveram bons resultados de remoção de biomassa algal e capeamento do sedimento, mostrando alternativas mais econômicas de aplicação.  

Corais desempenham funções únicas e são criticamente importantes nos recifes, porém estão ameaçados pelo aumento da temperatura do oceano causando eventos de branqueamento que podem resultar em perda de cobertura, diversidade, e complexidade recifal. Considerando que abordagens baseadas em atributos funcionais podem informar sobre suas respostas a distúrbios ambientais, entender padrões de diversidade dos corais e seus atributos, e suas respostas às mudanças climáticas é fundamental. No capítulo 1 descrevemos a diversidade taxonômica e funcional dos corais no Brasil, avaliando a composição de espécies e do espaço funcional ocupado entre regiões. Observamos um agrupamento de oito regiões, onde a Bahia concentra a maior riqueza de espécies e proporção de espaço funcional ocupado, ambos diminuindo com a distância dessa região. A composição de espécies e regiões foram influenciados por barreiras e filtros ambientais e estão relacionados aos atributos dos corais. No capítulo 2 investigamos a variação na concentração e composição de ácidos graxos em corais zooxantelados de águas rasas ao longo da costa do Sudoeste do Atlântico (SWA) para indicar seu modo trófico predominante e avaliar possíveis variações geográficas. A identidade da espécie e a localização explicaram a maior parte da variação na composição de ácidos graxos no SWA, e foram associadas à radiação disponível para fotossíntese (PAR), temperatura da superfície do mar (SST) e carbono orgânico particulado (POC). A composição de ácidos graxos de Favia gravida, Siderastrea stellata, Mussismilia harttii e Mussismilia hispida variou entre as localidades, enquanto Madracis decactis, Montastraea cavernosa e Porites astreoides apresentaram um padrão consistente em todas as localidades. Além disso. com base na concentração do marcador heterotrófico (CGA), P. astreoides foi a espécie mais autotrófica e Mu. hispida foi o coral mais heterotrófico. A forma de crescimento dos corais também é um atributo importante pela adição do carbonato de cálcio no ambiente recifal. Dessa forma, no capítulo 3 experimentalmente avaliamos a contribuição relativa de modos alimentares baseados em autotrofia e heterotrofia no crescimento dos corais Millepora alcicornis e Montastraea cavernosa e como estes respondem ao estresse térmico. Observamos uma maior taxa de crescimento para M. alcicornis do que M. cavernosa. O tratamento alimentar de matéria orgânica dissolvida (DOM) teve uma influência positiva no crescimento dos corais inicialmente para M. cavernosa, o qual não se sustentou com o tempo, e mais tardio para M. alcicornis. O estresse térmico teve pouco impacto no crescimento e no modo trófico predominante das duas espécies. Entretanto, teve um impacto negativo na eficiência fotoquímica (Fv/Fm) e coloração de M. alcicornis (sensível à temperatura), porém corais submetidos ao tratamento DOM foram menos suscetíveis e obtiveram maior recuperação após o estresse térmico. Por outro lado, a saúde do coral M. cavernosa (resistente à temperatura) não foi afetada pelo estresse térmico. Assim, a partir da integração desses capítulos esperamos entender melhor o potencial de expansão geográfica dos corais a partir de seus atributos, e o papel da heterotrofia no crescimento dos corais, resistência e resiliência ao estresse térmico.

Ecologia e Conservação são disciplinas que têm se modificado em resposta às transformações sociais e os conflitos ambientais que vivemos. Esta tese é fruto de reflexões acerca da construção da ciência enquanto um espaço de poder que é influenciado pelo contexto histórico, político e social por ela vivenciado. O objetivo geral é realizar uma análise crítica da construção de conhecimento na ecologia e conservação a partir da História e Sociologia da Ciência e propor novos caminhos para construir uma ciência plural. Buscamos especificamente: (i) compreender a relação entre conhecimento e poder no campo científico, desde uma perspectiva situada no Sul, (ii) avançar na integração entre as ciências sociais e naturais, e (iii) propor formas de superação das desigualdades históricas para diversificar a ciência e pluralizar o saber. Para isso, no capítulo 1 refletimos criticamente sobre a dimensão histórica e social da ecologia desde os estudos sociais da ciência, buscando avançar da discussão em torno do objeto da ecologia para colocar a ecologia sob a lupa acadêmica. No capítulo 2 realizamos uma reflexão crítica sobre as recentes propostas envolvendo (de)colonialidade na Ecologia e discutimos a necessidade de reconhecer e utilizar as teorias produzidas no Sul Global. No capítulo 3, propomos a Ecologia das Ausências como ferramenta teórica-metodológica para construir uma ciência plural. O Capítulo 4 tem como objetivo compreender a construção e evolução do conhecimento no campo científico da Ecologia, através do estudo de redes conceituais e de colaboração, comparando a Ecologia Tropical e a Ecologia Temperada. No capítulo 5 defendemos a compreensão da conservação da biodiversidade no contexto das relações histórico-sociológicas e locais-globais através da Teoria do Sistema Mundo, inicialmente proposta no campo das ciências sociais, e, aplicamos este arcabouço na análise da pandemia do COVID-19 como estudo de caso, argumentando que deve ser entendida como um fenômeno emergente da dinâmica sociedade-natureza do sistema-mundo. Finalmente, no capítulo 6 analisamos as relações de poder ligadas à pesquisa e prática da conservação, e argumentamos em favor de uma Ciência da Conservação Crítica. Defendemos que a crítica como ferramenta de análise da realidade é fundamental no campo da conservação, perante uma realidade em constante movimento. Construímos nosso argumento a partir dos princípios da escola de Frankfurt e da teoria crítica Latino-americana.

A presente tese de doutorado oferece uma visão abrangente da importância ecológica das bromélias não-fitotelmata na região Neotropical, com um foco especial em Dyckia spectabilis na região semiárida do Brasil. A tese está estruturada através de diversos estudos que se reúnem em seis capítulos, abordando a relevância dessas bromélias para a fauna local e as implicações dessas interações para os grupos envolvidos, bem como a conservação desses ecossistemas. Pesquisas realizadas de 2011 a 2018 revelam associações com uma ampla variedade de fauna, incluindo artrópodes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos de vários grupos. D. spectabilis desempenha diversas funções ecológicas, como fornecer habitat, recursos alimentares e locais de forrageamento. Capítulo 1: As bromélias são destacadas por seu papel como engenheiras de ecossistemas, funcionando como plantas de berçário e espécies-chave, formando microecossistemas diversos. Apesar de seu papel crucial, essas plantas enfrentam uma ameaça severa devido às atividades de mineração, enfatizando a necessidade de políticas de conservação. Capítulo 2: As aves, especialmente na região semiárida, utilizam as bromélias para alimentação, nidificação e descanso, destacando a interconexão entre a conservação de plantas e a preservação de espécies de aves. Capítulo 3: Explora o impacto de Dyckia spectabilis na diversidade de artrópodes, enfatizando sua importância em apoiar diversos táxons, especialmente durante a estação chuvosa. A pesquisa destaca a relevância ecológica das bromélias não-fitotelmata em ambientes desafiadores. Capítulo 4: Discute os himenópteros, esclarecendo os serviços ecossistêmicos essenciais fornecidos por esses insetos, enfatizando a necessidade de esforços de conservação para proteger suas interações com as bromélias. Capítulo 5: Este capítulo discute como a perda de macambiras através da remoção ou queima pode impactar diferentes grupos de invertebrados e vertebrados após o período de impacto, comparando dados antes e depois do impacto, demonstrando a importância desses aglomerados de bromélias para a biodiversidade. Finalmente, Capítulo 6: Destaca o conhecimento local sobre as bromélias, especificamente as macambiras, entre o povo sertanejo, revelando sua importância multifacetada na prestação de serviços ecossistêmicos, identidade cultural e apoio à biodiversidade. Apesar de seu papel crucial, esse conhecimento é principalmente detido pelos idosos, destacando a necessidade de uma divulgação mais ampla e esforços de conservação. No geral, esses estudos enfatizam a importância das intricadas relações ecológicas, dos serviços ecossistêmicos e da significância cultural das bromélias e suas interações, especialmente Dyckia spectabilis, na região semiárida do Brasil, destacando a urgência de medidas de conservação.

Algas perifíticas e macrófitas submersas estão diretamente associadas, de modo que em um cenário de mudanças climáticas as interações locais entre ambas as comunidades podem ser intensificadas por processos de competição, refletindo em mudanças nos padrões de diversidade e funcionamento dos ecossistemas aquáticos. A tese está estruturada em três capítulos que avaliam experimentalmente questões ecológicas relacionadas as interações perifíticas -macrófita submersa. No primeiro capítulo, testamos experimentalmente como a temperatura, os nutrientes e o tipo de substrato afetam a interação entre o perifíticas e a macrófita Egeria densa Planch. Observou-se que a temperatura aquecida em 3°C reduziu a biomassa e aumentou o número de ramificações laterais da macrófita, no entanto, estes apresentaram menor tamanho e biomassa quando comparados ao tratamento de temperatura ambiente. A presença do perifíton também teve um impacto significativo, reduzindo o tamanho das ramificações laterais. Para o perifíticas, observou-se variações na riqueza total em função do tipo de substrato, com maior riqueza em substrato natural. A densidade total, influenciada pela interação entre temperatura, nutrientes e tipo de substrato, destacando-se diferenças ao longo do tempo. No segundo capítulo, utilizando o mesmo experimento focamos em analisar qual o efeito das variáveis controladas sobre a composição e estrutura da comunidade perifítica, explorando as espécies e grupos taxonômicos. A abundância de cianobactérias foi maior quando associada ao substrato artificial, em condições de
temperaturas aquecida em 3°C e maior concentração de nutrientes. Por outro lado, constatamos uma maior densidade na comunidade epifítica em cenários de temperatura ambiente, baixa concentração de nutrientes e associação com as macrófitas. Essa tendência é inversa nos cenários de aquecimento, substrato artificial e elevada concentração de nutrientes. No terceiro capítulo, realizamos experimentos em campo, testando os efeitos da alelopatia e herbivoria na biomassa perifíticas, considerando o tipo de substrato, bem como os extratos de superfície e totais de E. densa no controle do perifíticas. Uma redução significativa da biomassa perifíticas foi observada em substrato natural, e quando associados ao extrato total de E. densa sendo a  erbivoria o fator mais impactante no controle do aumento dessa biomassa. Compreender essas relações em cenários presentes e futuros é crucial para estabelecer medidas de restauração que promovam a resiliência e conservação dos ecossistemas aquáticos. A manutenção dos serviços ecossistêmicos depende diretamente dessas interações, portanto, a compreensão aprofundada desses processos é essencial para orientar estratégias eficazes de manejo e conservação. A tese destaca a importância de experimento em laboratório e em campo, abordando aspectos fundamentais para a compreensão e preservação dos ecossistemas aquáticos em face das mudanças ambientais.

Diversos processos ecológicos podem influenciar a estrutura e dinâmica de comunidades a serem restauradas. Dentre eles, interações abióticas como a facilitação, competição e simbiose micorrízica, como também fatores limitantes do sistema. Na Caatinga, floresta sazonalmente seca brasileira, pouco se conhece sobre como essas interações podem contribuir para o sucesso tanto da produção de mudas em casa de vegetação quanto para aumentar sua sobrevivência e performance em campo. Para responder estas questões, esta dissertação se divide em dois capítulos, no primeiro, testamos como a adição do solo da árvore coespecífica (solo inóculo) contendo esporos de Fungos Micorrízicos Arbusculares (FMAs) pode melhorar a produção de mudas de 7 espécies arbóreas potenciais para restauração ecológica da Caatinga. Os resultados mostraram que os FMAs influenciaram positivamente o crescimento da maioria das espécies arbóreas, no entanto as espécies responderam de forma diferente aos parâmetros de crescimento. Também verificamos que as arbóreas que apresentaram maior riqueza de FMAs no solo inóculo também foram as que apresentaram melhor performance no desenvolvimento e apresentaram espécies de FMAs pouco similares, demonstrando que o efeito positivo nas plantas foi mais dependente da riqueza do que da composição. Esses resultados evidenciam que a aplicação de solo inóculo com FMAs nativos pode ser uma abordagem eficiente e de baixo custo para aumentar a performance das mudas e consequentemente as taxas gerais de sucesso da restauração de ecossistemas de terras secas. No segundo capítulo, testamos em um experimento in situ, como plantas herbáceas e arbóreas facilitadoras, Fungos Micorrízicos arbusculares e fator abiótico limitante (água), influenciam a sobrevivência e performance de sete espécies arbóreas (espécies alvo). Para isso, implementamos um experimento com combinações fatoriais de presença e ausência dos seguintes tratamentos replicados 5 vezes cada um: micorriza (simbiose); árvore facilitadora (facilitação); herbácea competitiva (competição); e água (fator limitante abiótico). Anovas multifatoriais demonstraram que o fator limitante é capaz de modular as interações de facilitação, competição e simbiose micorrízica para a comunidade e para as espécies específicas durante a restauração. A adição de água no momento do plantio contribuiu para que plantas facilitadoras e herbáceas competitivas tivessem influência positiva sobre as medidas de crescimento da comunidade, no entanto os benefícios foram neutralizados quando os dois grupos de plantas coocorreram. Evidenciamos também que na ausência da água, plantas facilitadoras e/ ou herbáceas competem por recursos de forma mais intensa, suprimindo o crescimento das espécies alvo. Dessa forma, para melhores resultados, os projetos de restauração devem conciliar a gestão de facilitadoras ou herbáceas competitivas com a adição de água, caso a irrigação durante o transplante não seja possível o uso apenas da planta alvo é o mais indicado. Verificamos que o resultado das interações pode ser dependente não somente da disponibilidade de recursos, mas também da capacidade de tolerância e de competição das espécies alvo, dessa forma, estudos futuros devem investigar quais combinações de técnicas se adequam melhor para as variadas espécies. Por fim, verificamos que a gestão de fungos micorrízicos com facilitadoras podem trazer maiores benefícios para algumas espécies na presença de água, no entanto, a ausência da água implica em maior competição por recursos, neste último caso, recomenda-se utilizar apenas a espécie facilitadora para maiores benefícios. Em suma, este trabalho contribui com o avanço de novas técnicas que podem aumentar substancialmente o sucesso de restauração na Caatinga e outras regiões semiáridas.

As ondas de calor marinhas estão se tornando mais frequentes e intensas, devido as mudanças climáticas globais, sendo considerada uma das maiores causas de degradação nos recifes. Os recifes de corais do Atlântico Sudoeste experimentaram menos eventos de onda de calor em comparação com o Indo-Pacífico e o Caribe, mas esse cenário mudou na última década, quando a região foi atingida por alguns eventos de branqueamento. Em 2020, o nordeste brasileiro foi afetado por uma das maiores ondas de calor dos últimos anos, causando um branqueamento jamais visto anteriormente na região chegando a 16,86°C-weeks, maior valor desde que se iniciou os registros em 1985. Monitoramos a saúde dos corais de dezembro de 2019 a janeiro de 2021, nos recifes de Rio do Fogo – RN. Nosso objetivo é entender se os impactos causados pela onda de calor variam entre espécies de corais e são influenciados por atributos morfológicos como o tamanho das colônias. Avaliamos a saúde dos corais usando o Coral Watch Coral Health Chart através de foto-quadrados ao longo de 5 transectos. Avaliamos a saúde dos corais pétreos Agaricia agaricites, Favia gravida, Porites astreoides, Siderastrea stellata e dos zoantídeo Palythoa caribaeorum, Palythoa grandiflora, Palythoa variabilis e Zoanthus sociatus. Observamos que os corais pétreos apresentaram um elevado branqueamento quando a onda de calor esteve mais alta (abril e maio) e as espécies P. astreoides e S. stellata conseguiram recuperar a coloração saudável em cerca de dois meses. O contrário foi observado para A. agaricites e F. gravida que apresentaram perdas na cobertura de 100% e 90% respectivamente. No caso dos zoantídeo as espécies se mantiveram estáveis. Observamos que colônias pequenas (< 5cm²) de S. stellata (coral dominante) apresentaram maior sensibilidade ao evento de calor, branqueando antes das colônias maiores. No período em que a onda de calor foi mais severa mais de 85% do número de colônias de todas as classes apresentaram sinal de branqueamento, com o declínio desse valor após a queda do Degree Heating Weeks (DHW). Desse modo, as espécies de corais devem se manter estáveis após eventos de branqueamento, apesar de espécies menos abundantes não se recuperaram, que pode causar a perda de diversidade de corais, ameaçando a fauna de corais que é altamente endêmica nessas áreas.

A Caatinga é uma região ecológica bem reconhecida que se encontra no interior semiárido do nordeste brasileiro. O tipo de vegetação dominante na região é uma floresta tropical sazonalmente seca. Como em qualquer outra região semiárida, a Caatinga tem um período seco prolongado no qual as chuvas são escassas. É o único ecossistema com limites geográficos restritos ao território Brasileiro e apresenta uma grande contribuição à biodiversidade. Neste sentido, faz-se necessário estudos na compreensão do uso e ocupação dos habitats por espécies de mamíferos neste bioma. Deste modo, destacamos o principal grupo de mamíferos escavadores da região Neotropical, os tatus. Como foco desta pesquisa, restringimos a duas espécies, o Euphractus sexcinctus (tatu-peba) e Dasypus novemcinctus (tatu-galinha), assim como outras espécies de tatus, tem sua conservação ameaçada pela ação antrópica, especificamente a caça e a degradação do seu hábitat, apesar destes fatores, não são consideradas espécies ameaçadas de extinção. Vale destacar também que, estudos sobre a mastofauna de grande e médio porte na Caatinga ainda são insuficientes para compreender padrões de ocupação das espécies. Esta pesquisa é dividida em um capítulo, onde no CAP 01 – observamos o efeito dos fatores ambientais e antrópicos sobre a ocupação do Euphractus sexcinctus (tatu-peba) e Dasypus novemcinctus (tatu- galinha) em áreas de Caatinga. Foram obtidos um total de 928 registro fotográficos de tatus. Sendo 810 de E. sexcinctus e 118 de D. novemcinctus. Enquanto E. sexcicnctus apresentou uma distribuição de registros em todas as áreas, o mesmo não ocorreu para D. novemcinctus que teve 94% de suas ocorrências na Bahia e ocorreu somente em uma área no Rio Grande do Norte que foi a região de Lajes

Apesar do crescente conhecimento sobre a distribuição e funcionamento das vegetações em ambientes sazonalmente secos sua estrutura interna e a organização de seus atributos funcionais ainda são pouco compreendidos. Os objetivos desta Tese foram 1) realizar o delineamento de sub-regiões composicionais no domínio Caatinga, considerando as abundâncias das espécies, e avaliando os determinantes de sua distribuição espacial, 2) identificar as estratégias funcionais das espécies na Caatinga no âmbito da teoria CSR e espectro funcional global, e 3) identificar como os filtros ambientais e humanos atuais ou históricos determinam a estruturação dos atributos funcionais na diagonal seca brasileira (Caatinga-Cerrado-Pantanal). Para o primeiro capítulo, as sub-regiões foram identificadas e mapeadas, particionando eixos de ordenação NMDS interpolados usando o método K-means. Usamos uma seleção de modelos GLM para identificar o conjunto de variáveis que explicaramm o desvio nas sub-regiões. Para o segundo capítulo, a classificação das estratégias ecológicas utilizou dados funcionais das espécies (Área foliar, conteúdo de matéria foliar seca, nitrogênio foliar, massa foliar por área, densidade da madeira e altura potencial da planta) foram utilizados para calcular as estratégias CSR e espaço funcional para Caatinga. Utilizamos a matriz StratFY e um PCA filogenético para gerar as estratégias CSR e correlações funcionais. Para o terceiro capítulo, uma análise RLQ estendida foi utilizada para identificar a relação dos atributos e seus respectivos filtros ambientais e humanos. Para o primeiro capítulo, a análise K-means identificou 10 sub-regiões. As frações combinadas da aridez, topografia e solo, estabilidade do bioma no pleistoceno e o efeito histórico das atividades indígenas explicam a maior parte da variabilidade nas sub-regiões. Para o segundo capítulo, as estratégias das espécies na caatinga estão concentradas em sua maioria no espaço competidor-estressor do triangulo CSR. Os dois primeiros eixos de pPCA explicam 76% da variação dos atributos, refletindo em dois principais grupos funcionais na Caatinga. Para o terceiro capítulo, a RLQ indicou a presença de dois gradiente funcionais relacionados a atributos categóricos da folha e fruto filtrados pela combinação de fatores do solo, topografia, e humanos atuais e históricos. Os padrões de estruturação espacial de abundância e suas estratégias funcionais são uma importante contribuição para compreensão da ação dos filtros ambientais e estratégias funcionais das espécies em abiente sazonalmente secos, os resultados apresentados aqui podem apoiar importantes decisões na conservação e manejo nesses ambientes.

Crescentes pressões antrópicas na Terra, particularmente aquelas relacionadas à urbanização e à intensificação agrícola, têm resultado na perda e fragmentação de habitats, com possíveis consequências para a biodiversidade e a estabilidade dos ecossistemas. No entanto, ainda há uma compreensão limitada de como diferentes grupos taxonômicos respondem a essas pressões e em qual escala espacial esses efeitos são mais fortes. Outra incerteza refere-se ao nível de mudança espaço-temporal das diferentes dimensões da biodiversidade (p. ex.: taxonômica e funcional). O principal objetivo desta tese é avaliar como os impactos antrópicos afetam os padrões de diversidade e estabilidade de espécies em múltiplas escalas espaciais. Para tanto, utilizamos bases de dados de centenas de metacomunidades animais, coletadas com alta resolução espacial e temporal por meio de colaborações internacionais de diversos países europeus. Esta tese está dividida em três capítulos. No primeiro, avaliamos como as diferentes facetas da diversidade e fatores abióticos afetam a estabilidade da abundância de borboletas em múltiplas escalas. Para isso, utilizamos dados de abundância de espécies coletadas durante, no mínimo, quatro e, no máximo, doze anos e integramos com atributos funcionais das borboletas em sete países europeus. Nossos resultados fornecem a primeira evidência de que tanto a estabilidade local quanto as dinâmicas assíncronas das comunidades impulsionaram a estabilidade regional da abundância de borboletas, mas com uma importância relativamente maior para o primeiro componente. Descobrimos que fatores climáticos (temperatura e precipitação) e a distância espacial modularam o efeito estabilizador das diferentes facetas da biodiversidade, principalmente de forma positiva. De maneira geral, constatamos que a diversidade-α taxonômica e a diversidade-β funcional foram importantes impulsionadores da manutenção da estabilidade regional. Também demonstramos que há uma mudança relativa na contribuição de processos estabilizadores locais e regionais dependendo da capacidade de dispersão das borboletas. Particularmente, espécies com baixa capacidade de dispersão apresentam maior diversidade-β funcional e maior assincronia metapopulacional e espacial, o que contribui para a estabilidade regional. Por outro lado, comunidades de espécies com alta capacidade de dispersão apresentam maior diversidade-α (taxonômica e funcional), o que resulta em uma contribuição mais forte de mecanismos locais sobre a estabilidade das metacomunidades. No segundo capítulo, utilizamos os mesmos dados de borboletas para avaliar a prevalência de homogeneização e diferenciação biótica ao longo de 12 anos na Europa e relacionamos estes padrões com vários atributos funcionais das borboletas. Descobrimos um aumento na proporção de espécies com maior tolerância térmica e volume do ovo na maioria  as metacomunidades, independentemente dos cenários taxonômicos e funcionais de homogeneização ou diferenciação. Por fim, no terceiro capítulo, investigamos como as relações entre a capacidade de dispersão e o tamanho corporal de seis grupos de artrópodes influenciam a quantidade relativa dos componentes da diversidade-β: substituição de espécies e aninhamento (variação na composição de espécies resultante da diferença de riqueza entre comunidades). Para este tipo de análise, foram considerados gradientes urbanos, os quais foram quantificados em múltiplas escalas espaciais. Verificamos que os grupos com relação positiva entre o tamanho corporal e a capacidade de dispersão apresentaram um padrão de aninhamento mais acentuado em direção aos centros urbanos em comparação aos grupos que apresentam uma relação neutra entre tamanho e capacidade de dispersão, principalmente na escala local. Esse resultado está de acordo com nossas hipóteses e indica que não apenas o tamanho é um atributo importante que influencia na seleção de espécies ao longo do gradiente urbano, mas que a variação na capacidade de dispersão também influencia a organização das metacomunidades urbanas, implicando em diferentes estratégias de manejo regional. De maneira geral, os nossos resultados indicam que (i) a mobilidade muda a importância relativa dos processos estabilizadores locais e regionais; (ii) a tendência observada para espécies com ampla tolerância climática e maior tamanho de ovo, considerando os diferentes cenários de homogeneização e diferenciação, sugere que extremos climáticos parecem ser o filtro mais forte na estruturação das comunidades de borboletas e que o tamanho maior do ovo pode estar associado a fatores que influenciam positivamente a sobrevivência das larvas e (iii) a conectividade estrutural e funcional modula as respostas dos táxons às perturbações ambientais. Além disso, enfatizamos a necessária consideração de múltiplas escalas espaciais para melhorar o entendimento sobre a mudança da biodiversidade ao longo de gradientes de perturbação e o seu efeito estabilizador, com implicações diretas para conservação e manejo.

A eutrofização é considerada um dos principais problemas de qualidade da água da atualidade em ecossistemas lacustres, levando a perdas de bens e serviços ecossistêmicos importantes, além de consequências econômicas e diminuição da biodiversidade. A eutrofização é resultado da entrada de nutrientes transportados aos ecossistemas aquáticos, os quais são posteriormente depositados no sistema. A seleção de medidas de gestão e mitigação da eutrofização requer uma análise sistêmica (diagnóstico) adequado de cada lago. Além disso, ecossistemas aquáticos do semiárido estão entre um dos sistemas mais vulneráveis a eutrofização. O objetivo geral desta tese foi fornecer informações que suportem projetos de manejo e mitigação de ambientes  utrofizados no semiárido tropical, por meio de análise sistêmica integrada envolvendo qualidade de água, além da análise de fontes e fluxos de fósforo. O capítulo 1 abordou a dinâmica temporal e um diagnóstico sobre a qualidade da água de um reservatório semiárido tropical utilizado para usos múltiplos. Os resultados evidenciam o processo de degradação da saúde ambiental do resvatório ao longo dos períodos estudados, sendo intensificado por um período de seca prolongada, ocasionando uma redução do volume hídrico armazenado, favorecendo também características de um ambiente raso e misturado com dominância de cianobactérias. Características como ausência de eventos de anoxia de fundo, altas concentrações de substâncias húmicas e elevado pH, podem inviabilizar certas medidas e estratégias de mitigação. O capítulo 2 analisou o uso e ocupação do solo e sua influência sobre a distribuição espacial de formas móveis de fósforo no sedimento. O foco deste capítulo foi quantificar as potenciais fontes de eutrofização, externas e internas. Assim, os resultados do capítulo evidenciaram as atividades antrópicas ao longo da bacia de drenagem e área de influência, e seu potencial de contribuição de fósforo móvel presente no sedimento, sendo este distribuído espacialmente de forma eterogênea ao longo do reservatório. Esses resultados apontam a agricultura, pecuária e vegetação inundável como atividades e coberturas prioritárias para o manejo adequado, além da preservação da zona ripária. O capítulo 3 mostrou uma análise temporal de balanço de massa, utilizando um modelo de estimativa de carga de P, bem como avaliou os impactos dessa carga sobre a qualidade da água. Os resultados do capítulo evidenciaram uma alta e constante carga de fósforo interna devido a redução do volume de água armazenada e suscetibilidade à ação de ventos para ressuspensão de nutrientes. Além disso, evidenciou-se um atraso na diminuição das cargas internas, as quais podem continuar intensificando o fenômeno da eutrofização mesmo com a redução das cargas externas. Os resultados da tese ressaltam que o manejo e a mitigação de ambientes eutrofizados nessa região ainda é deficitário, pois evidências mostradas ao longo desta tese demonstraram a intensificação dos efeitos da eutrofização sobre a qualidade da água dos reservatórios. Por fim, esta tese representa uma importante análise sistêmica, podendo esta metodologia servir de reflexo para resevatórios no mundo e sustenta a escolha de medidas de gestão estratégias de recuperação de ambientes eutrofizados do semiárido. 

Os ambientes costeiros estão sendo, frequentemente, degradados em decorrência dos impactos antrópicos. A floração de macroalgas é uma consequência da eutrofização dos corpos d&#39;água, através da regulação bottom-up, que pode favorecer organismos herbívoros, detritívoros e filtradores, aumentando a produtividade primária bruta e respiração dos ecossistemas. Da mesma forma, a sobre-explotação pesqueira pode atuarna regulação top-down, favorecendo floração de macroalgas via declínio de peixes predadores de topo. A fim de compreender a complexidade das teias tróficas dos ecossistemas costeiros impactados por macroalgas e atividade pesqueira, utilizamos o software Ecopath with Ecosim. Para isto, dois ambientes costeiros, explorados por pescadores artesanais, foram avaliados e comparados: Baía Formosa (BF) e Porto do Mangue (PM) (ambiente influenciado por floração de macroalgas), ambos no estado do Rio Grande do Norte, nordeste brasileiro. A elevada concentração de nutrientes somada às condições semiáridas de PM favoreceu uma maior biomassa de Produtores Primários (Macroalgae e Phytoplankton) e Peixes mesopredadores neste ecossistema. Já BF apresentou maior biomassa de invertebrados, favorecidos pela baixa biomassa algal e sedimento mais fino deste ecossistema, composto por silte e argila e enriquecida por matéria orgânica e Peixes predadores de topo. Tais características estruturais de PM resultaram em uma Produção Primária Líquida elevada e diagrama de fluxo baseado na regulação bottom-up. Entretanto, as macroalgas apresentaram baixo impacto trófico, visto que, grande parte da sua biomassa foi transformada em detrito e exportada para ecossistemas adjacentes, o que o caracterizou como um ecossistema imaturo. O oposto foi encontrado no ecossistema de BF, considerado maduro, com elevado fluxo de consumo, respiração e, ainda, grande representação de todos os níveis tróficos no seu diagrama de fluxo. A pesca, por sua vez, não favoreceu a floração de macroalgas, mas, atingiu diferencialmente os demais compartimentos entre os ecossistemas. Em BF, a captura especializada em predadores de topo favoreceu os peixes de níveis tróficos intermediários. Já em PM, a pesca teve efeito prejudicial ao longo da teia, pois a captura foi generalizada, impactando negativamente os diversos níveis tróficos. Portanto, a eutrofização e atividade pesqueira em PM geraram maior estresse para as espécies que compõe a teia trófica deste ecossistema, dificultando a evolução para um estado mais estável e maduro de sucessão ecológica.

As atividades antrópicas tem provocado profundas alterações nas paisagens naturais, e é imprescindível compreender como a fauna responde a essas mudanças. Neste trabalho testamos a importância relativa da disponibilidade de habitat, da fragmentação e do distúrbio antrópico crônico (DAC) sobre a abundância, padrão de ocupação e padrão de atividade de Cerdocyon thous, um canídeo generalista, em uma floresta tropical seca. A coleta de dados ocorreu entre maio e setembro de 2014 em 10 áreas prioritárias para a conservação na Caatinga do estado do Rio Grande do Norte. Ao todo foram 179 pontos de amostragem e um esforço amostral de 6.701 armadilhas.dia. Modelos de regressão múltipla de ocupação e GLM foram utilizados para se testar como a ocupação e a abundância de C. thous respondem em relação as variáveis explanatórias: disponibilidade de habitat, densidade de borda, DAC, altitude e rugosidade do terreno. Posteriormente, testou-se um modelo alternativo no qual a variável disponibilidade habitat foi decomposta em três habitats naturais (floresta, savana e formação campestre), enquanto o DAC foi decomposto em cinco vetores (população humana, infraestrutura, pastagem, exploração madeireira e queimadas). Os resultados indicam que C. thous é mais abundante em áreas mais fragmentadas e com maior DAC. A espécie também ocupa e é mais abundante em áreas mais próximas a adensamento humano e com mais pastagens. A disponibilidade de habitat influenciou negativamente a ocupação, mas a espécie responder aos tipos de habitat de forma distinta. O habitat de floresta teve efeito negativo tanto para ocupação quanto para abundância enquanto a savana apresentou efeito positivo para abundância, contudo a formação campestre não foi uma variável significativa em nenhuma das análises. Aparentemente a espécie se beneficia da antropização dos ambientes, porém com certo limite pois também é afetada negativamente. Para o padrão de atividade, utilizamos modelos de densidade de kernel, e avaliamos a resposta de C. thous a locais com mais e menos: disponibilidade de habitat, fragmentação e DAC. O padrão de atividade na área de estudo foi noturno crepuscular, com dois picos de atividades mais demarcados, sendo um no inicio da manhã e outro no período noturno. Apesar do índice de sobreposição ser alto para todas as variáveis testadas, e não apresentar diferenças significativas para a maioria das variáveis testadas, houve diferenças nos picos de atividade para as variáveis: disponibilidade de habitat, população humana e pastagem. Possivelmente a espécie mude os picos de atividade em decorrência de uso de recursos antrópicos (agricultura ou lixo, por exemplo), pela atividade de alguma presa em particular ou para evitar competição.

A forma como a massa corporal de aves varia em função de variáveis climáticas e ambientais vem sendo discutida em diversos estudos em regiões temperadas, porém, pouco se sabe sobre como variações sazonais afetam o peso de aves tropicais. O objetivo deste trabalho foi descrever as variações de peso de 29 espécies de Passeriformes, avaliar se há diferença de peso entre idades e sexos e analisar se a precipitação, a produtividade primária e dieta influenciam o peso de passeriformes. Os pesos foram coletados entre 2010 e 2014, no Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI), Parnamirim-RN, nordeste do Brasil. A precipitação média anual da região é de 1746 mm, concentrada entre março e agosto, e a vegetação é um mosaico de restinga com formações herbáceas e arbustivas. Os dados de precipitação são da estação meteorológica do CLBI, e o NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) foi extraído do site SatVeg e utilizado como indicador (proxy) de produtividade primária. Adotamos a abordagem estatística de seleção hierárquica de modelos baseada na teoría da informação para testar quais foram as variáveis preditoras mais importantes para a explicar a variação do peso das espécies estudadas. Para tal, utilizamos modelos lineares generalizados - GLM (Generalized Linear Models), onde consideramos o componente aleatório (variável resposta peso) sendo influenciado por variáveis preditoras temporais (precipitação, NDVI e mês) e biológicas (dieta, sexo e idade). Usamos a variável resposta “peso” uniformizada pelo Z-score para poder comparar juntas as várias espécies Fizemos testes t para avaliar diferenças nos pesos entre sexo e idade, e regressões lineares para avaliar se a precipitação e o NDVI do mês de captura e meses anteriores à coleta influenciam o peso dos indivíduos. Utilizando o peso padronizado (Z-score) vimos que os jovens foram mais leves que os adultos. Não detectamos diferenças significativas de peso entre e machos e fêmeas. A chuva do mês anterior à coleta e o NDVI do mês da coleta foram as variáveis temporais que mais influenciaram o peso dos passeriformes adultos, o peso dos jovens não sofreu influência de variáveis temporais. As guildas também foram influenciadas pela precipitação do mês anterior e NDVI do mês de coleta, sendo as espécies insetívoras as únicas na qual o peso correspondeu à precipitação do mês de coleta.

Um dos principais desafios em retratar o futuro dos recifes tem sido prever mudanças na distribuição das espécies. Para investigar quais espécies corais têm maior probabilidade de mudar sua distribuição no Atlântico Sudoeste (SWA) e como essas mudanças podem alterar a composição das assembleias de corais no futuro, modelamos as probabilidades de ocorrência de 12 corais zooxantelados que ocorrem em recifes marginais ao longo da costa brasileira (1°N–27°S). Hipotetizamos que (i) a distribuição da maioria das espécies de corais provavelmente se expandirá para o sul devido à potencial tropicalização dessas áreas, enquanto áreas tropicais podem se tornar menos adequadas, e que (ii) corais com maior amplitude de distribuição atual serão mais propensos a ampliar suas distribuições futuras devido a maiores potencial de dispersão e tolerância à variabilidade ambiental quando comparados a populações geograficamente restritas. Utilizamos Modelos de Distribuição de Espécies com abordagem Bayesiana para prever as probabilidades de ocorrência das espécies nos tempos atual e futuro (2050 e 2100) sob um cenário intermediário de aumento das emissões de gases de efeito estufa ao longo do século XXI (RCP6.0), projetado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Descobrimos que as probabilidades de ocorrência de todos os corais modelados devem diminuir dentro dos trópicos (1°N–20°S) e aumentar em direção à região subtropical (20–27°S) já em 2050, com grandes declínios previstos para ocorrer entre 9°S e 20°S, que coincide com a região que compreende o mais diverso complexo recifal do SWA, o banco de Abrolhos. Grandes declínios são esperados para os principais construtores de recifes endêmicos do Brasil com distribuição restrita, Mussismilia braziliensis e Mu. harttii, provavelmente levando à perda de complexidade estrutural e da biodiversidade associada. Maiores probabilidades de ocorrência em áreas subtropicais corroboram a hipótese de tropicalização no SWA, que deve beneficiar espécies já estabelecidas nessas áreas, como Mu. hispida e Madracis decactis, e potencialmente enriquecer as assembleias de corais através da expansão de outras espécies amplamente distribuídas, como Siderastrea spp., Millepora spp. e Porites spp. Esses rearranjos nas assembleias podem adicionar complexidade e funções a esses recifes marginais ou repercutir de maneiras inesperadas, afetando a provisão de bens e serviços e chamando atenção para a importância do monitoramento de longo prazo das comunidades recifais. As perdas previstas na região tropical e os ganhos na região subtropical enfatizam a necessidade de proteger corredores ecológicos que possam ajudar os corais a se mover para áreas mais adequadas e prosperar diante das mudanças climáticas.

As macroalgas são componentes vitais dos ecossistemas marinhos, apoiando uma imensa diversidade e fornecendo diversos serviços ecossistêmicos. Além do valor ecológico, as macroalgas têm grande valor econômico. Este estudo teve como objetivo analisar a evolução da variação da cobertura, distribuição e biomassa macroalgal em duas praias do litoral do Rio Grande do Norte (Rio do Fogo e Baía Formosa),  Considerando um enfoque multitemporal. Para o estudo foram utilizadas imagens digitais orbitais do satélite Landsat 5 TM e do Landsat 8 OLI considerando uma abordagem multitemporal de aproximadamente 3 décadas (1991-2019). A partir das imagens digitais foi possível identificar diferentes ambientes recifais incluídos na área de cobertura macroalgal total, onde a classificação isodata separou ambientes de acordo com suas características de cobertura macroalgal e de acordo com o grau de inundação naquelas áreas. Em relação à cobertura total, foi observado que em Rio do Fogo houve aumento de 8% (de 27,27 ha a 29,34 ha) e em Baía Formosa houve redução de 30% (de 12,24 ha a 8,55 ha). Quanto aos valores de biomassa total foi observado que em Rio do Fogo houve aumento de 63% (de 2.436 Kg a 3.967 Kg) e em Baía Formosa houve aumento de 19% (de 1.206 Kg a 1.438 Kg). Ademais, encontrou-se, a partir de uma análise de dinâmica de vegetação que as zonas intertidais intermediária e inferior concentraram as áreas com significativa redução em ambos os locais estudados. Em conclusão, o estudo multitemporal realizado mostrou que o uso de sensoriamento remoto é uma ferramenta eficaz para investigar mudanças de cobertura e densidade macroalgal, mesmo em situações onde não se faz possível a validação em campo.

As grandes usinas hidrelétricas (UHE) impactam a pesca de subsistência. Apesar disso, poucos estudos se aprofundam nesses impactos. Na presente pesquisa temos como objetivo avaliar os impactos da UHE Belo Monte nas redes de co-ocorrência de peixes. Em específico, buscamos analisar essas redes considerando as áreas de influência da usina (montante, reservatório, trecho de vazão reduzida e jusante) entre dois períodos
(2012-2015 e 2016-2020), identificar os grupos de peixes chave para cada região no período de funcionamento do empreendimento (2016- 2020) e discutir como alteraçõesna pesca de subsistência podem afetar a segurança alimentar das populações dependentes destes recursos. Nossa hipótese é que há substituição das espécies que co-ocorrem em pescarias de subsistência entre diferentes áreas de influência da UHE. Uma vez que as mudanças na diversidade local influenciam o declínio da diversidade dos recursos pesqueiros, temos também a hipótese de que os grupos de espécies serão distintos entre o período anterior (2012-2015) e o período de funcionamento da UHE (2016-2020). Os dados utilizados neste estudo são provenientes do monitoramento de pescarias de subsistência realizadas entre os municípios de Altamira e Porto de Moz, Pará, Brasil. As análises dos modelos de co-ocorrência foram baseadas na teoria de grafos. Os modelos resultantes do período de 2016-2020 foram utilizados para projetar novas redes com remoção dos grupos de espécies centrais. Como resultado, vimos que os grupos de espécies variam entre as áreas de influência, sendo a jusante da usina com maior número. Entre os períodos, o que apresentou mais grupos de espécie foi o anterior ao funcionamento da UHE. As projeções mostraram alterações significativas na conformação das redes de co-ocorrência, principalmente para o trecho de vazãoreduzida. Concluímos que a UHE Belo Monte exerce impacto sobre a pesca de subsistência da região, alterando a composição dos recursos pesqueiros no espaço e no tempo.

As mudanças aceleradas no clima têm influencias na biodiversidade e na distribuição das especies. Para aumentar as perspectivas de sobrevivência das espécies, é necessário garantir a manutenção de habitats com clima adequado. Neste trabalho avaliamos os efeitos das mudanças climáticas previstas ao longo da distribuição geográfica do macaco-prego-do-peito-amarelo (Sapajus xanthosternos), um primata classificado como criticamente ameaçado. Comparamos a caracterização do padrão climático do presente e futuro na distribuição da espécie; e avaliamos a diferença entre a adequabilidade climática do tempo presente, e para o futuro esperado frente as mudanças climáticas. Nossos resultados mostram que a mudança no clima ocorrera de forma heterogênea ao longo da sua distribuição. Em 75% da sua área de ocorrência haverá um aumento de temperatura com valores maiores que 4oC de temperatura. As regiões onde apresentam os maiores índices de pluviosidade no tempo presente, são as regiões onde ocorrerá a maior diminuição de pluviosidade de até 400mm para o tempo futuro. Também encontramos um aumento na variação de temperatura e precipitação para toda a extensão de ocorrência da espécie. Encontramos uma abrupta perda de adequabilidade climática na distribuição da espécie, caso ocorra as previsões para o cenário mais pessimista de mudanças climáticas. Nossos resultados enfatizam a importância de manutenção e restauração dos habitats com nicho climático adequado a região ao leste da distribuição onde haverá os maiores valores de adequabilidade climática que serão fundamentais para a preservação e conservação da espécie.

Áreas costeiras são habitats importantes para aves limícolas, dentre elas, a batuíra-bicuda (Charadrius wilsonia), uma ave de médio porte com uma distribuição desde a América do norte até o nordeste brasileiro pela costa Atlântica e do México ao Peru, pelo Pacífico. Apesar de sua distribuição, pouco se sabe sobre a ecologia desta espécie no hemisfério sul. Nosso objetivo foi estimar dados demográficos e de ocupação de C. wilsonia, afim de contribuir para o alcance do objetivo 4.1 do Plano Nacional Para Conservação das Aves Limícolas Migratórias. Para tal propósito, utilizamos a Reserva de Desenvolvimento Sustentável Estadual Ponta do Tubarão/RN para coleta de dados, onde foram realizados três transectos (nomeados de MDG, MPA e P) com 12 pontos de observação espaçados a cada 300 m. As coletas ocorreram em duas estações, chuvosa e seca, compreendendo os meses de fevereiro a maio, e agosto a novembro, respectivamente. Com isso, montamos históricos de presença e ausência para a modelagem de ocupação estática (single-season), no programa MARK. Foram gerados 128 modelos a partir do modelo global. As probabilidades de detecção foram fixadas variando com a maré. Como principais resultados dos modelos de ocupação temos que os transectos se mostraram relevantes, junto com a presença de dunas, vegetação rasteira e praia arenosa. O transecto MDG obteve a maior taxa de ocupação (Ѱ = 0,88), seguido de MPA (Ѱ = 0,58) e P (Ѱ = 0,12). A presença de dunas afetou negativamente a ocupação de C. wilsonia, enquanto a vegetação rasteira e praia arenosa tiveram uma interação positiva, porém ainda incerta. Os resultados indicam que o padrão de ocupação de C. wilsonia parece estar sendo influenciado pela disponibilidade de alimento e proteção, onde em regiões com dunas estão mais expostas a predadores e com uma maior escassez de alimento. Nossos achados contribuirão diretamente para as metas de pesquisa de população e habitat descritas no Plano de Ação Nacional para Conservação das Aves Limícolas Migratórias, além de complementar os dados limitados sobre a ocupação e uso de habitat relacionados à ecologia da batuíra-bicuda fora da América do Norte. 

A decomposição da serrapilheira é a principal via de fluxo de nutrientes entre vegetação e solo. Em ecossistemas florestais a comunidade vegetal determina tanto o volume quanto a qualidade da serrapilheira, além de modificar condições abióticas que afetam diretamente a atividade de organismos detritívoros abaixo do dossel. Em ambientes semiáridos, como a Caatinga no Nordeste brasileiro, o efeito de amenização de estresses ambientais promovido pela vegetação auxilia plantas recrutas e a comunidade detritívora a enfrentar condições limitantes, tornando as interações de facilitação um importante modulador da comunidade vegetal nesse bioma. No presente estudo a produção e decomposição da serrapilheira foram medidas durante a estação seca e chuvosa na Caatinga como o objetivo de avaliar: (I) Como folhas de plantas facilitadoras influenciam a decomposição da serrapilheira e a ciclagem de nutrientes; (II) Como a diversidade de plantas vizinhas influencia a decomposição da serrapilheira; e (III) O efeito da comunidade herbácea sobre a decomposição de folhas de espécies arbóreas, durante restauração na Caatinga. Os resultados obtidos mostram que plantas enfermeiras têm maior potencial de transferência de nitrogênio árvore-solo através da queda de folhas e que os traços funcionais de suas folhas promovem efeitos sinergéticos sobre a decomposição da serrapilheira. Também, que a abundância de árvores vizinhas influencia a decomposição de detritos relativamente menos lábeis. E ainda, que os detritos do estrato herbáceo afetam positivamente a decomposição de folhas de árvores. Além disso, os resultados demonstram que a qualidade da serrapilheira e as chuvas são determinantes para o processo de decomposição na Caatinga. Assim, o estudo auxilia no entendimento do mecanismo de suprimento de nutrientes nas interações de facilitação entre plantas da Caatinga e da importância da manutenção da vegetação para promover eficiência na ciclagem de nutrientes, além de destacar o papel fundamental das chuvas para o funcionamento dos ecossistemas em ambientes semiáridos.

Os camarões da família Penaeidae representam um dos recursos pesqueiros mais rentáveis, economicamente, do mundo. Por isso, em diversas regiões no mundo existe um grande investimento em fazendas de carcinicultura para produção de camarões cultivados. Atualmente, a espécie Penaeus vannamei, originária do Oceano Pacífico Americano, figura entre as espécies de maior produtividade na indústria mundial, porém, sua intensa utilização para o cultivo tem levado a registros cada vez mais frequentes de sua presença em ecossistemas marinhos, distantes de sua distribuição geográfica nativa. Estudos recentes apontam que a escassez de informações e pesquisas não permite indicar o estabelecimento de populações naturais dessa espécie exótica nem determinar seu potencial invasivo. Partindo desse plano de fundo, esta tese investigou a compatibilidade climática da costa atlântica oeste das Américas, no presente e em cenários futuros, considerando diferentes previsões de mudanças climáticas para a colonização e dispersão natural desse camarão exótico. Também se acessou o potencial invasivo do camarão exótico através de uma abordagem comparativa de nicho climático com espécies relacionadas e nativas do atlântico. Foram utilizadas técnicas modernas de multimodelos consensuais de nicho aplicadas ao espaço geográfico em conjunto com uma abordagem de PCA ambiental para avaliação do nicho ecológico no espaço ambiental. Os resultados indicam que a faixa receptora da espécie exótica apresenta uma ampla área com compatibilidade climática para a sobrevivência e expansão de possíveis populações autossustentáveis (estabelecimento) de P. vannamei em ambiente natural, englobando áreas no entorno dos principais polos de cultivo do camarão nas Américas. Análises sobre as ocorrências já registradas na faixa exótica sugerem mudanças no nicho realizado dos espécimes. Adequabilidade de habitat futura projetadas indicam estabilidade nas áreas potenciais de invasão e as análises de sobreposição de nicho  revelam potencial sobreposição do espaço ambiental realizado por P. vannamei em relação a outros camarões marinhos filogenéticamente relacionados e comercialmente importantes da costa atlântica. Conclui-se, portanto, que existe um potencial invasivo de P. vannamei em toda a costa atlântica oeste das Américas.

Animais que encontram um alto grau de variação ao longo de suas vidas devem se beneficiar da habilidade de aprender e memorizar onde e quando encontrar alimento. Apesar de estar claro que o aprendizado e a memória têm um papel importante na navegação, na exploração do habitat e no reconhecimento de pontos de referência em diversas espécies de insetos, tais comportamentos e sua base neural são estudados sobremaneira em insetos sociais. Borboletas do gênero Heliconius (Heliconiinae, Nymphalidae) compreendem um sistema emergente para o estudo de aprendizado, memória e elaboração adaptativa cerebral. Muitas de suas características ecológicas e comportamentais (área de vida limitada, forrageamento linha-de-captura, formação de dormitórios gregários noturnos) sugerem que a memória espacial pode ser essencial para sua sobrevivência e reprodução, podendo estar ligada ao reconhecimento de estímulos visuais a longa distância, uma vez que o aprendizado de pontos de referência parece ter um papel central na navegação durante o forrageamento. Diante disso, a presente pesquisa de doutorado espera responder a questão central “Há evidência de memória espacial em Heliconius?”. Para tanto, no primeiro capítulo, evidenciamos a ocorrência de fidelidade de habitat e percepção espacial em duas espécies de Heliconius. Através de um experimento de marcação-soltura-recaptura, recapturamos todas as 214 borboletas em seus respectivos sítios de origem, evidenciando uma estabilidade extrema na área de vida dessas espécies. Ademais, em um experimento em que deslocamos 144 borboletas para uma matriz de habitat e medimos sua orientação de voo, encontramos que as borboletas recapturadas retornam aos seus sítios de origem, orientando-se rapidamente em direção aos mesmos. Logo, a fidelidade de habitat pode ser explicada não somente pela baixa dispersão de movimento, mas também como uma resposta à distribuição e estabilidade de recursos ecológicos. No segundo capítulo, observamos a ocorrência de aprendizado espacial, relacionado à presença de recursos alimentares, em experimentos em diferentes escalas espaciais (1m 2 , 9m 2 e 100m 2 ). No terceiro capítulo, testamos se há evidência de aprendizado espacial associado à presença de pontos de referência. Em uma série de três experimentos com 169 borboletas, testamos se as mesmas aprendiam onde encontrar alimento em um experimento em que (1) a localização tanto da recompensa quanto do ponto de referência é fixa; (2) a localização de ambos muda ao longo do experimento, embora estejam associados um a outro; (3) a localização de ambos é fixa, porém em gaiola experimental com paredes cobertas para evitar a interferência de informações visuais externas à gaiola. Encontramos que as borboletas aprendem a localização do alimento quando o mesmo é previsível (fixo), independentemente do uso de pontos de referência, e que tal aprendizado parece ser auxiliado por pistas visuais externas. Por fim, no quarto capítulo, testamos se há aprendizado social na exploração de recursos alimentares. Aqui, borboletas experimentais observaram borboletas demonstradoras em um experimento com flores de duas cores distintas. Em um grupo, as demonstradoras tinham preferência por uma das cores. No outro, as demonstradoras não tinham qualquer preferência. Encontramos que as borboletas experimentais de ambos os grupos aprenderam igualmente, o que, provavelmente, mostra que o aprendizado nesse grupo ocorre através da experiência individual e não através de pistas sociais de conspecíficos.

O bioma Caatinga apresenta uma das maiores florestas tropicais sazonalmente secas do mundo que abriga alta diversidade de espécies. Apesar disso, esse bioma é susceptível à distúrbios antropogênicos e à invasão de espécies exóticas, o que leva à perda de espécies nativas. Formas de vida não arbóreas também contribuem para riqueza e funcionamento do ecossistema, mas pouco se conhece sobre as interações entre as comunidades herbáceas e arbóreas. O objetivo do primeiro capítulo foi avaliar a influência da vegetação herbácea sobre a colonização de duas espécies nativas Anadenanthera colubrina e Astronium urundeuva e uma espécie axótica Leucaena leucocephala em uma área degradada. Nós encontramos que a vegetação herbácea prejudica o crescimento das espécies arbóreas nativas e apresenta efeito neutro sobre a germinação, estabelecimento e crescimento da espécie exótica. Esses resultados traz importantes questões sobre métodos de restauração com espécies nativas e manejo de espécies exóticas na Caatinga. O objetivo do segundo capítulo foi avaliar como a riqueza de espécies arbóreas (controle, 1, 2, 4, 8 e 16 espécies) e suas composições afetam a riqueza, a porcentagem de cobertura, a altura e a composição de espécies da vegetação herbácea. A riqueza de arbóreas não afetou a riqueza e porcentagem de cobertura da vegetação herbáceo-arbustiva, entretanto, ocorreu diferenças nas porcentagens de cobertura por espécies entre os níveis de riqueza de arbóreas e efeito limitado da riqueza sobre a composição de espécies e altura da vegetação. A composição interferiu na altura, porcentagem de cobertura, riqueza e composição da vegetação herbáceo-arbustiva, indicando que a composição de espécies durante a fase inicial de crescimento de arbóreas é importante para o planejamento de métodos de restauração. Os atributos funcionais das espécies arbóreas, como biomassa foliar, área foliar, número de folhas, altura, diâmetro e número de folhas apresentaram de forma geral efeitos negativos, indicando competição entre as espécies herbáceas e arbóreas. O objetivo do terceiro capítulo foi avaliar como a porcentagem de cobertura, a altura e a presença de trepadeiras da vegetação herbáceo-arbustiva, incluindo as interações com a riqueza e composição de espécies arbóreas, afetam os atributos de crescimento altura e diâmetro a altura do solo e a sobrevivência das espécies arbóreas nativas durante a restauração ecológica. Ocorreu efeitos negativos e  Positivos para as interações entre a vegetação herbácea e arbórea dependendo da composição de espécies arbóreas. A maior altura, diâmetro a altura do solo (DAS) e sobrevivência das espécies arbóreas foram associadas à presença de trepadeiras da camada herbáceo-arbustiva. Foi verificado que apenas a riqueza e composição de arbóreas sozinhas não explicam as variáveis de crescimento e sobrevivência das arbóreas. Os melhores modelos selecionados incluem a riqueza e composição atuando simultaneamente com as variáveis da vegetação herbáceo-arbustiva. De acordo com esses resultados, torna-se importante considerar a diversidade de espécies herbáceas e as composições de arbóreas para efetiva restauração ecológica no semiárido.

A redistribuição de espécies medida pelas mudanças climáticas põe em perigo a biodiversidade. Compreender os mecanismos que influenciam o rearranjo espacial das espécies é importante para estimar as consequências da nova configuração no funcionamento do ecossistema. Além disso, é ideal compreender como essa redistribuição espacial afetará a eficiência das unidades de conservação no futuro, uma vez que são elemento estáticos na paisagem ao contrário das condições do clima. Aqui, modelamos a adequabilidade climática atual e futura de primatas da Mata Atlântica brasileira visando: i) investigar como as mudanças climáticas influenciarão as distribuições de primatas da Mata Atlântica; ii) investigar as mudanças geográficas potenciais nas diferentes regiões limítrofes das distribuições de espécies de primatas da Mata Atlântica; e iii) avaliar os efeitos das mudanças climáticas sobre a representação de espécies de primatas da Mata Atlântica brasileira em unidades de conservação. Nossos resultados mostraram que as mudanças climáticas esperadas até 2100 podem: i) reduzir a área de distribuição climaticamente adequadas para as espécies de primata no bioma; ii) proporcionar contração do limite norte das distribuições das espécies, indicando que a distribuição das espécies deve se deslocar para o sul, mesmo que não ocorra deslocamento do limite ao sul; iii) reduzir a o nível de proteção das espécies em unidades de conservação no bioma, tornando o sistema nacional de unidades de conservação brasileiro mais ineficientes na proteção dos primata. Se medidas urgentes de mitigação das mudanças climáticas, e de regeneração florestal desse bioma, não forem levadas a sério, é muito provável que algumas espécies de primatas sejam extintas.

A Mata Atlântica possui área de aproximadamente 130 milhões de hectares e se estende por toda a costa do Brasil. Este bioma é essencial à conservação dos primatas, grupo de mamíferos com maior proporção de espécies ameaçadas de extinção. Os principais fatores de ameaça para essas espécies são a perda de habitat e as mudanças climáticas. Neste contexto, buscamos responder duas perguntas neste trabalho: (i) qual a proporção de cobertura florestal nas distribuições geográficas atuais e previstas para o futuro das espécies de primatas da Mata Atlântica? e (ii) as unidades de conservação são eficientes para representar áreas climaticamente adequadas às espécies de primatas da Mata Atlântica considerando os climas atual e futuro? Para responder a primeira pergunta, calculamos a cobertura florestal nas regiões exclusivas da distribuição atual das espécies, regiões de interseção entre distribuição atual e futura e regiões exclusivas da distribuição prevista para as espécies no futuro. Para a segunda, comparamos a adequabilidade climática atual e futura para primatas da Mata Atlântica dentro nas unidades de conservação com aquela dentro das distribuições. A rede atual de unidades de conservação representa valores de adequabilidade mais altos em comparação às distribuições das espécies. Em cenários climáticos futuros houve uma redução geral nos valores de adequabilidade, o que possivelmente está relacionado à savanização das florestas tropicais, e não houve diferença entre a adequabilidade representada por unidades de conservação e aquela nas distribuições. Regiões de interseção entre as distribuições atual e futura e regiões exclusivas do futuro apresentaram maior proporção de cobertura florestal em relação às regiões exclusivas da distribuição atual. Esse resultado era esperado por causa do deslocamento já documentado de espécies de regiões de baixas altitudes para regiões de altas altitudes, onde existe um viés na seleção de áreas protegidas e de localização de áreas de preservação permanente. Nossos resultados demonstram que, apesar das unidades de conservação se mostrarem eficientes em conservar áreas mais adequadas no presente, haverá uma redução de áreas climaticamente adequadas às espécies de primatas da Mata Atlântica no futuro. Em consequência, essas espécies podem precisar se dispersar para áreas climaticamente mais adequadas. Apesar de a maior parte das distribuições geográficas previstas para o futuro dessas espécies será composta por matriz, o que pode dificultar a dispersão, as áreas de interseção entre as distribuições atuais e futuras apresentaram uma maior cobertura florestal. Isso pode tornar os esforços de conservação nessas regiões mais eficientes para as espécies tanto no tempo atual quanto nas projeções de alterações climáticas futuras. Para evitar a perda dessas espécies são necessários esforços conjuntos que busquem assegurar a manutenção, a ampliação e a gestão das unidades de conservação, reduzir a emissão de gases estufa, a incorporação das consequências da crise climática sobre a biodiversidade nas estratégias de conservação e garantir políticas públicas que impeçam o desmatamento e restaurem de áreas desmatadas.

As mudanças climáticas globais estão provocando alterações em muitos sistemas físicos e biológicos em diversas escalas, sendo também refletidas nos meios de vida locais. Em regiões semiáridas os efeitos das mudanças climáticas estão associados a aumentos consideráveis nos níveis de aridez, frequência e intensidade das secas. Este cenário representa grande desafio para as populações humanas que dependem do ambiente natural para a realização de atividades de agricultura e pecuária. Recentemente, o choque representado pela pandemia da COVID-19, aliada às rápidas mudanças ambientais que estão ocorrendo em escalas locais e globais, podem aumentar a vulnerabilidade dos meios de vida locais e, consequentemente, reduzir sua resiliência. Assim, o objetivo deste estudo é compreender a resiliência dos meios de vida das comunidades de campesinos do semiárido em face aos impactos provocados pelas mudanças climáticas globais e pela recente pandemia da COVID-19. Buscamos entender como a capacidade adaptativa varia em função da resiliência dos meios de vida (livelihood resilience) bem como em função do modelo agrícola empregado e da estratégias adaptativas adotadas para lidar com os choques. Realizamos entrevistas semiestruturadas com famílias campesinas residentes em três assentamentos rurais do Rio Grande do Norte e coletamos dados sobre mudanças percebidas relacionadas ao clima e a COVID – 19, seus fatores causadores e possíveis medidas adaptativas, bem como quantificamos a resiliência dos meios de vida, a renda familiar (utilizada para medir capacidade adaptativa) e o grau de transição agroecológica. Utilizamos modelos de equações estruturadas e  modelos lineares generalizados para testar nossas hipóteses. De modo geral, tanto a resiliência dos meios de vida, quanto o grau de transição agroecológica foram baixos. Nossos resultados mostraram um efeito positivo da resiliência dos meios de vida sobre a Capacidade adaptativa no cenário das mudanças climáticas. A transição agroecológica e as estratégias adaptativas não tiveram um efeito significativo na capacidade adaptativa relacionada às mudanças climáticas. Para o cenário da COVID – 19, nenhum dos preditores estudados tiveram efeito significativo sobre a capacidade adaptativa. Também encontramos um efeito positivo da atividade de fruticultura e tamanho da área cultivada sobre a capacidade adaptativa no cenário das mudanças climáticas, entretanto o mesmo nao foi verdade para o cenário da COVID – 19. Nossos resultados poderão servir de base para ações visando o aumento da resiliência dos sistemas socioecológicos em regiões semiáridas, bem como para o estabelecimento de métricas de monitoramento e avaliação de intervenções relacionadas aos estressores estudados.

A produtividade natural do viveiro cumpre um papel importante na nutrição do camarão e na manutenção da qualidade ambiental durante o cultivo. Organismos planctônicos e bentônicos, assim como detritos são apontados como as principais fontes nutricionais para o camarão. O presente estudo avaliou a contribuição relativa de fontes de alimento naturais e de rações comerciais para o crescimento do camarão Litopenaeus vannamei em fazendas de cultivo semi-intensivo com água de baixa salinidade. A análise de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio foi empregada como método traçador das fontes no tecido muscular do animal. As contribuições relativas foram estimadas através de modelo de mistura utilizando a assinatura isotópica das amostras de camarão, ração comercial, matéria orgânica do sedimento e séston, além dos fatores discriminantes das fontes. Os resultados indicam que houve um padrão de incremento na contribuição das fontes de alimento naturais entre as fases de cultivo I (30 dias) e II (60 dias), no entretanto a principal fonte para o desenvolvimento do camarão foi a ração comercial. As fontes naturais tiveram sua maior contribuição (46.8%) na fase II sob baixas densidades de estocagem (Fazenda A) e a menor contribuição (26.9%) na fase II em alta densidade de estocagem (Fazenda B). A diferença nas contribuições relativas das fontes também está associada a características nutricionais da ração comercial, a disponibilidade de alimento natural e a condições ambientais. O incremento das fontes de alimentação natural contribui para práticas de cultivo de camarão semi-intensivos em baixa salinidade mais sustentáveis.

Os recifes são os ecossistemas marinhos mais complexos, biodiversos e produtivos. Embora representem menos de 0.09% da superfície dos oceanos, esses ambientes sustentam processos ecológicos fundamentais, como a reciclagem de nutrientes, alimentação, reprodução e evolução de muitas espécies. Nestes ecossistemas se dão relações não lineares entre variáveis físicas (temperatura, acidez, salinidade, oxigênio dissolvido) e componentes bióticos (produção primária e abundância das espécies). Entre as interações físicas, a temperatura da água é um fator crucial que pode afetar a fenologia, o crescimento e as relações tróficas de muitas espécies recifais. Entre as interações biológicas, é sabido que a colonização de águas rasas por peixes herbívoros pode ter facilitado a formação dos recifes como os conhecemos hoje em dia, levando a mudanças nas relações tróficas destes ambientes. Apesar de avanços recentes, ainda falta uma compreensão geral das relações de temperatura e interações tróficas em ambientes recifais do Atlântico Ocidental. Este estudo, com enfoque matemático das relações tróficas recifais e da dependência delas com a temperatura, foi feito em escalas local e regional, e com enfoques ecossistêmico, de comunidade e específico. Tentamos preencher uma lacuna de conhecimento e oferece uma oportunidade para o teste de teorias ecológicas, incluindo a descoberta de novos padrões macroecológicos. Esta tese está organizada em três capítulos, nos quais exploramos a relação da temperatura e de recursos disponíveis com as espécies de peixes recifais de três maneiras distintas. No primeiro capítulo, através de experimento de campo controlado no ecossistema recifal do Atol das Rocas, testamos modelos mecanicistas da resposta funcional do peixe herbívoro Acanthurus chirurgus com seu recurso alimentar a alga Digenea simplex. Os resultados indicam que o processo de herbívoria por A. chirurgus é melhor descrito por um modelo onde a quantidade de alga e a densidade de A. chirurgus são igualmente importantes para definir o consumo per capita de recurso. Estes resultados aportam nova luz sobre a dinâmica das interações peixes herbívoros - algas no Atlântico Ocidental, evidenciando a fundamental importância de considerar o efeito da densidade do consumidor em modelos peixe herbívoro-alga para ecossistemas recifais. No segundo capítulo, modelamos a teia trófica do Atol das Rocas e analisamos as mudanças na biomassa disponível e fluxos de energia em todos os níveis tróficos como uma resposta ao aquecimento do oceano ao longo do século 21. Os resultados suportam a hipótese que num Oceano Atlântico mais quente, as interações tróficas dos organismos recifais devem se modificar e diminuir, provocando uma diminuição na eficiência de transferência de biomassa para os consumidores primários e secundários. No caso do Atol das Rocas, até 2100, a biomassa total do ecossistema diminuirá em 1%, 8% e 44% nos cenários de baixas, médias e altas emissões de CO₂. Isto alterará a estrutura trófica do ecossistema recifal, deixando-o dominado por produtores primários (turfs de algas) e peixes invertívoros, enquanto predadores de topo, consumidores primários e corais escleractínios diminuirão severamente. Tal modificação da teia trófica diminuirá o fluxo de energia, o que resultará num ecossistema menos produtivo e com maior dependência de subsídios pelágicos. No terceiro capítulo, utilizamos dados de tamanho medio individual de peixes recifais ao longo de 61° graus de latitude no Atlântico Ocidental (desde a Carolina do Norte, EUA até́ Santa Catarina, Brasil), para testar a existência de um padrão não linear na relação entre o tamanho médio individual e a temperatura da água do mar. Os resultados obtidos indicam que não existe uma relação global não linear entre o comprimento médio de peixes e a temperatura da água do Oceano Atlântico. Ao, contrario, esta relação é especie-specifica: negativa para seis espécies e positiva para três espécies. Com esta tese, espero contribuir com a construção de uma base mais sólida e geral sobre os fatores (físicos e biológicos) que influenciam um dos processos mais importantes nos ecossistemas recifais: o consumo alimentar (predação) e a consequente conversão de recursos em nova biomassa disponível.

A Caatinga contempla grande diversidade biológica e de serviços ecossistêmicos e funciona como um importante sumidouro de carbono. Entretanto, esse bioma está entre as regiões do globo mais sensíveis às variações climáticas e apresenta condições ambientais e ações antrópicas que diminuem sua resiliência. Esse trabalho pretende: 1) Identificar sinais de alerta precoce para mudanças entre estados vegetado e desertificado e indicar áreas prioritárias e ações emergenciais que visam o melhor retorno dos investimentos em restauração e o combate à desertificação; 2) Criar diretrizes que orientem uma restauração florestal sustentável com base nas mudanças de composição por perda, ganho e substituição de espécies frente às mudanças climáticas previstas; e 3) Disponibilizar listas de espécies que podem ser plantadas hoje e que resistirão às mudanças climáticas para 1.112 municípios por meio de um website interativo, aproximando os resultados da modelagem à tomadores de decisão e população em geral. Para o capítulo um utilizamos uma série temporal de 20 anos de dados de Índices de Vegetação Melhorada (EVI, 2000–2019), calculamos a autocorrelação residual (desaceleração crítica) e a tendência linear da série temporal para identificar se o sistema tende a se recuperar ou a colapsar em termos de cobertura vegetal. Detectamos que 8.77% da Caatinga tem se aproximado de um ponto crítico de transição e que desse montante, 66.121 km2 apresentou tendência para a recuperação e uma área de 7.938 km2 para o colapso da cobertura vegetal. Tanto os locais com tendência à recuperação quanto os locais com tendência ao colapso se concentram em áreas de vegetação natural, indicando que poucas áreas degradadas tendem a se recuperar sozinhas e que muitas áreas de vegetação natural na Caatinga estão propensas a perder serviços ecossistêmicos importantes. Acreditamos que todas essas áreas necessitam de restauração florestal seja por restauração passiva ou ativa dentro de cada nível de urgência. Para o capítulo dois e três construímos modelos de adequabilidade climática no presente e no futuro (2050) para 606 espécies lenhosas da Caatinga. No capítulo dois, identificamos áreas de ganho de espécies, de perda de espécies e áreas onde haverá substituição de espécies, para assim, sugerirmos diretrizes para a restauração frente às mudanças climáticas futuras. Previmos 28,5 % das espécies apresentarão expansão de área geográfica, 71,5 % redução e 0,5 % sofrerão extinção para todo o território da Caatinga. As extinções locais, por outro lado, ocorrem em 88,9 % das regiões, sendo que apenas 11,1% das áreas da Caatinga ganharam espécies. Foram registrados cenários de perda de espécies e alta mudança por substituição de espécies o que torna o planejamento da restauração muito mais desafiador. Além desses cenários, outros foram analisados somando seis combinações de mudanças de composição que necessitam de diferentes diretrizes para a prática sustentável da restauração ecológica. A diretriz de restauração para cada cenário são fundamentadas nas seguintes questões: 1) qual método de restauração priorizar (restauração espontânea ou plantio direto); 2) quando se deve investir na manutenção de unidades de conservação adjacentes devido à necessidade futura de áreas fonte; 3) quais espécies plantar e onde plantar espécies ameaçadas e restritas ao bioma frente às mudança climáticas previstas. No capítulo três detectamos a mudança na riqueza de espécies em 1.112 municípios, criamos 1.112 listas com as espécies que melhor responderão as mudanças climáticas previstas para cada município, publicamos as listas em um site interativo baseado em mapas e finalmente esquematizamos esse fluxo de trabalho para que esse método possa ser aplicado em outras áreas do mundo. Previmos que dos 1.112 municípios da Caatinga, 809 apresentaram uma redução na riqueza de espécies, 286 ganhos, e 17 manutenção. Mesmo nos municípios em que o saldo foi positivo, pode ter ocorrido perda de espécies ao mesmo tempo que um número maior de outras espécies foram ganhas por colonização. Portanto, todas as regiões a serem restauradas necessitam de investigações locais para a escolha apropriada de espécies sendo que essas informações devem estar acessíveis aos tomadores de decisão e população em geral. Nossa página interativa é um exemplo de como aproximar a produção científica de modeladores às necessidades práticas de empresas e pessoas que necessitam implementar projetos de restauração. Isso porque com apenas um celular ligado à internet o usuário pode obter uma lista de espécies que podem ser plantadas com sucesso em seu município e que sobreviverão às mudanças climáticas futuras. Essa difusão de informação pode criar um projeto de ampla escala de restauração sustentável a médio e longo prazo.  

      As facetas da biodiversidade (i.e., taxonômica, funcional e filogenética), são essenciais para averiguar o funcionamento e as mudanças nos ecossistemas. Os objetivos dessa tese foram: 1) entender como os estudos com as facetas se desenvolveram na Ecologia; 2) como as facetas se relacionam entre si e respondem à diferentes formas de impactos antrópicos; 3) modificando seus padrões ao longo do tempo. No capítulo 1, avaliamos o desenvolvimento dos estudos voltados para a diversidade funcional e filogenética, na Ecologia. Observou-se predominância dos ambientes terrestres com plantas e incipiência para ambientes aquáticos e organismos vertebrados, tanto nas regiões temperadas quanto nas tropicais. Sendo essa área a que mais se desenvolveu na Ecologia nos últimos anos. No segundo capítulo, investigamos os efeitos da pesca comercial (i.e., artesanal e industrial) sobre a composição taxonômica e funcional do pescado brasileiro. Foram adotados sete atributos com importância ecológica e para a pesca, para estimar a riqueza, divergência e equitabilidade funcional do pescado. Como variáveis descritoras da pesca, foram utilizadas as capturas anuais totais e a diversidade de métodos da pesca industrial. Também foram utilizadas riqueza e equitabilidade taxonômica como preditoras da diversidade funcional e como respostas à pesca. Por meio de modelos de equações estruturais (SEMs), foram verificados diferentes tipos de associação entre todas as variáveis preditoras e de resposta. Assim, observamos que na pesca artesanal, a variável mais sensível a diminuições promovidas pelo aumento das capturas e aumentos da equitabilidade ou riqueza taxonômica, foi a divergência funcional. O que indica que a captura de um maior número de espécies nessa modalidade, pode estar provocando obtenção de espécies mais próximas entre si, que tem passado a dominar a composição, reduzindo a diversidade funcional do pescado. Por outro lado, as capturas também aumentaram a equitabilidade funcional, tornando essa a variável mais positivamente associada à pesca. Enquanto a riqueza funcional não teve relação direta com a pesca, mas respondeu fortemente à riqueza taxonômica. Na pesca industrial, a diversidade de métodos proporcionou aumentos da divergência e equitabilidade funcional, enquanto as capturas atuaram em sentido oposto, evidenciando que o aumento das capturas tende a resultar em menor ocorrência de espécies dissimilares entre si, de forma semelhante ao que ocorre na pesca artesanal. Enquanto a diversidade de métodos, amplia os efeitos da pesca, resultando na obtenção de um pescado mais diverso e menos dominante. No capítulo 3, foi realizada uma análise das diversidades beta-funcional e taxonômica do pescado marinho brasileiro, a fim de identificar o fenômeno da homogeneização na pesca marinha brasileira, através da tendência em se capturar sempre as mesmas características ou espécies dentro de cada modalidade de pesca, independente da localidade. Como resultados, observamos que a pesca industrial apresentou maior diversidade beta-taxonômica-total que a artesanal, com menor riqueza e maior substituição beta-taxonômica, evidenciando um sintoma inesperado de homogeneidade para a pesca de subsistência. A beta-funcional total foi maior para a pesca artesanal, assim como a riqueza beta-funcional, evidenciando heterogeneidade para essa pesca. As substituições beta-funcionais foram mais presentes na pesca industrial, confirmando a hipótese da homogeneização do pescado brasileiro. 

  Decapoda podem ter uma variedade de formas corporais, alongadas para exímia natação, assimétricos, ou simétricos comprimidos com carapaça rígida. Estas denominadas como: ‘Shrimp-like’, ‘Lobster-like’, ‘Squat-lobster-like’, ‘Pagurus-like’ e ‘Crab-like’, que representam morfótipos convergentes em diferentes linhagens filogenéticas. Tal processo é conhecido como Carcinização, série de modificações associados a ocupação de nichos vagos bentônicos em cenário pretérito. Processos de convergência adaptativa dentro de um táxon são pouco investigados, e seus mecanismos em macroescala, como as regras de Rensch (a correlação do dimorfismo sexual de tamanho) e Bergmann (relação positiva entre tamanho médio corporal e latitude). Assim, por meio de modelos regressivos com dados obtidos por uma revisão sistemática e dados coletados (avaliados pela ferramenta de morfometria geométrica: Centroid Size, Form e Shape) descrever/entender as regras ecomorfológicas. Além disso, foi avaliada a variação da forma corporal para comparação iinterpopulacional entre as espécies de mesmo morfótipos. As famílias revisadas de Crab-like mostraram uma relação tamanho de machos e fêmeas seguiu a neutralidade da regra de Rensch. A magnitude do dimorfismo sexual (DS) de tamanho e tamanho de fêmeas mostrou neutralidade da regra de Rensch. Entre tamanho Médio da população e latitude, houve tendência em corroborar com a regra de Bergmann. E na relação DS de tamanho e latitude foi visualizada neutralidade. As informações que envolvem magnitude como variável resposta (Centroid DS, Shape DS e Form DS) mostraram resultados semelhantes tanto em modelos gerais como nas tendências para cada morfótipo, o inverso proposto da regra de Bergmann. Os ectotérmicos possuem uma limitação metabólica baseada no balanço tamanho corporal, amplitude da taxa metabólica e a taxa térmica ótima. A interação Rensch-Bergmann é uma abordagem clinal de Rensch. Isto sugere que alguns traços variam de maneira sistemática com a latitude, sendo a regra de Rensch visualizada em seu grau de magnitude entre as populações e sua tendência geral nas espécies ou linhagens em questão. No geral, foram evidenciadas tendências a direções distintas, mas o sinal entre os morfótipos nem sempre foi conclusivo. As variações do morfo-espaço demostraram que os morfótipos tem tendências a unificação das variações morfométricas. Os deslocamentos vetoriais das ‘homologias evolutivas’ mostram uma ação nem sempre em mesmo sentido, mas a variação é perceptível entre eixos e nas mesmas estruturas para cada grupo. 

A fenologia vegetal é modulada por fatores bióticos, como as interações entre as espécies e os efeitos da biodiversidade, e abióticos, como os fatores relacionados à regulação hídrica e térmica. O efeito desses fatores sobre a fenologia depende geralmente da intensidade dos filtros ambientais. Aqui, testamos a importância de fatores bióticos e abióticos para o funcionamento do ecossistema florestal tropical conhecido como Restinga sob condições adversas. Buscando entender os padrões temporais da floresta, testamos a sazonalidade da fenologia de folhas, galhos e material reprodutivo da floresta, explorando a relação entre essas fenofases e possíveis guias abióticos (Capítulo 1). Todas as fenofases apresentaram sazonalidade, sendo a fenologia de materiais reprodutivos a mais sazonal. A fenologia de folhas foi guiada negativamente pela precipitação e umidade relativa do ar, e positivamente pela insolação. A fenologia de material reprodutivo foi guiada pela umidade relativa do ar, enquanto a de galhos foi afetada pela velocidade dos ventos. Dada sua importante contribuição com matéria e energia para o ecossistema, bem como dos possíveis efeitos bióticos sobre a fenologia, buscamos entender qual a importância da diversidade de plantas para a sazonalidade da fenologia de folhas (Capítulo 2). Através de uma análise de rotas, observamos que a riqueza de espécies afeta negativamente a sazonalidade e a sobreposição de nicho, mas que a sobreposição de nicho não tem efeito sobre a sazonalidade. Além disso, o conteúdo de K no solo exerceu efeito positivo sobre a sazonalidade. Os resultados indicam que a dominância, mantida possivelmente pelo K, guia o padrão fenológico de assembléias vegetais ricas em espécies. Em função da valoração ecossistêmica ser dada com base na sua capacidade de manter múltiplas funções simultaneamente, buscamos entender o papel das diversidades (taxonômica, funcional e filogenética) e diversos fatores abióticos na multifuncionalidade (Capítulo 3).  Também utilizamos métricas de diversidade ponderadas, tendo em vista que espécies dominantes possivelmente exerceriam maior efeito sobre a multifuncionalidade. Com uso de análises de rotas, observamos que a multifuncionalidade foi determinada principalmente por fatores abióticos, como a precipitação, a inclinação do terreno e o conteúdo de K no solo. Além disso, a seleção de modelos indicou como melhores aqueles modelos com métricas ponderadas. Nossos resultados indicam que os filtros ambientais sobre a vegetação são intensos, levando à sazonalidade do aporte de detritos. Isso mascara os efeitos bióticos que, quando presentes, ocorrem através da dominância, guiada possivelmente pelo K.

Os padrões ecossistêmicos da vegetação estão bem relacionados a fatores climáticos em ambientes sazonais. A chuva é um recurso limitante em ambientes áridos, mas há evidências que na ausência de precipitação, aspectos geográficos como o terreno e fatores climáticos como o balanço hídrico, contribuam para a estabilização da produtividade primária. Utilizando dados geoprocessados, nós testamos a influência da altitude, do déficit hídrico e do tipo de vegetação (formação florestal, formação campestre e formação savânica) na produtividade primária e na estabilidade desta função ecossistêmica no domínio da Caatinga. Nós esperamos que a altitude influencie positivamente tanto a produtividade primária, quanto a estabilidade, enquanto o déficit hídrico tenha um efeito negativo. Acreditamos que regiões florestais dependam mais do aumento da elevação, enquanto as fisionomias herbáceo-arbustivas sejam mais fortemente controladas pelo déficit hídrico. Nós mapeamenos a Caatinga em maior e menor produtividade e estabilidade, com base na divisão pela mediana, e, modelamos a estrutura temporal dessas mudanças sazonalmente, através de uma função de correlação cruzada, para verificar o quão estável a Caatinga é. A influência da altitude e do déficit hídrico na produtividade primária diferem individualmente conforme o tipo de vegetação. Ainda, encontramos uma variação entre os diferentes tipos de vegetação, do efeito sobre a estabilidade, quando a altitude e o déficit hídrico interagem entre si. O déficit hídrico afeta negativamente a produtividade primária e a estabilidade, e parece ter maior influência que a altitude, que age com um efeito positivo. As áreas mais produtivas e estáveis, que a longo prazo, compõe 37,5% da Caatinga, decaem para 10% em outubro, numa escala sazonal. A mudança mais forte acontece quase que instantaneamente devido à diminuição de locais com maior produtividade com a seca, mostrando que poucas áreas realmente se mantém estáveis nos períodos mais críticos. Entender quais processos influenciam nos padrões descritos são importantes em termos de conservação, para prever os locais que podem sofrer mais com as mudanças que a Caatinga têm enfrentado na mudança do uso do solo e do clima.

Mudança climáticas são uma grande ameaça aos recifes de coral em todo o mundo, aumentando a frequência e a severidade dos eventos de branqueamento, resultando na perda da cobertura viva de corais, reduzindo a complexidade e a diversidade desses ecossistemas. Eventos repetidos e mais intensos de branqueamento podem reduzir a tolerância térmica e a capacidade de recuperação de espécies de corais. Portanto, os corais poderão depender de refúgios em áreas que se tornarão mais adequadas para sua ocorrência (e.g., recifes extratropicais); áreas menos afetadas pelo aumento da temperatura (e.g., recifes mais profundos); ou onde os impactos humanos locais são minimizados, potencialmente permitindo aclimatação e adaptação. Assim, identificar potenciais refúgios e as áreas mais vulneráveis ao branqueamento de corais é fundamental para minimizar os impactos locais, aumentando a capacidade dos corais de lidar com as mudanças climáticas globais. Utilizamos a Modelagem Espacial Hierárquica Bayesiana para projetar a ocorrência de corais, probabilidades de cobertura e branqueamento ao longo da costa brasileira, que abriga os maiores e mais ricos recifes marginais do Atlântico Sul Ocidental. Através desses modelos, projetamos como essas probabilidades mudarão nos anos de 2050 e 2100, com base no cenário RCP8.5 prevista pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Ao sobrepor modelos de ocorrência, cobertura e branqueamento, identificamos as áreas mais vulneráveis ao branqueamento de corais (hotspots) nos cenários atual e futuros. Identificamos maiores probabilidades de ocorrência e cobertura de corais em regiões tropicais do que em regiões subtropicais do Atlântico Sul Ocidental. Nos cenários de 2050 e 2100, as projeções indicam um aumento na probabilidade de ocorrência e cobertura de corais em direção a recifes extratropicais e mais profundos, que poderiam atuar como refúgio. Entretanto, o papel dessas áreas como refúgio também depende da probabilidade de branqueamento, que tende a aumentar em projeções futuras, e dos efeitos sinérgicos de outros impactos antropogênicos. Os hotspots de vulnerabilidade estão concentrados em torno do Banco dos Abrolhos, a maior e mais rica área de recifes de corais do Atlântico Sul, tanto nas projeções atuais quanto nas futuras. Essa área compreende uma rede de áreas marinhas protegidas que devem ser reforçadas para mitigar os impactos locais e aumentar a capacidade dos corais em lidar com o aumento da temperatura. A combinação das abordagens de modelagem pode ser uma ferramenta poderosa para informar as ações de conservação para enfrentar as mudanças climáticas globais, levando em consideração as probabilidades futuras de expansão de ocorrência, mudanças de abundância e maior intensidade de branqueamento.

A interação entre detritos com diferentes qualidades pode gerar efeitos não-aditivos na decomposição, fenômeno denominado priming effect (PE). Apesar da relevância global do PE na decomposição, generalizações dos seus efeitos ainda são pouco compreendidos, principalmente em ambientes tropicais. Os estudos de PE são concentrados em detritos foliares e rizosfera, porém materiais com maior qualidade química, como as flores, podem afetar a dinâmica da ciclagem de nutrientes em escalas locais e regionais, gerando hotspots de mineralização. A relevância PE pode ser maior em ambientes tropicais, pois os detritos foliares são pobres nutricionalmente e assim a interação com detritos de maior qualidade aumentem a magnitude do fenômeno. Desta forma, essa dissertação aborda, em dois capítulos, a importância relativa de efeitos de detritos florais e foliares na ocorrência, magnitude e direção do priming effect. No primeiro capítulo, buscamos entender os efeitos do priming effect a nível intraespecífico. Para isso conduzimos ensaios experimentais com misturas entre detritos florais e foliares, para 30 espécies com ampla distribuição filogenética. A interação entre os detritos gerou efeitos não-aditivos para a maioria dos tratamentos, com interações sinérgicas e recíprocas em 53% das espécies. No segundo capítulo avalimos o efeito relativo da variação intra e interespecífica e suas interações na magnitude do priming effect. Para isso utilizamos uma abordagem experimental com detritos florais e foliares de três espécies decompondo isoladamente e juntas em todos os pares de combinações possíveis tanto intra como interespecífica. Detritos florais apresentaram maiores concentrações de atributos importantes para a decomposição, o que resultou em maiores taxas de decomposição comparado aos detritos foliares (F=197.4, p<0.0001). As diferenças funcionais entre os tipos de detrito geraram efeitos sinérgicos na decomposição, para a maioria dos tratamentos com interação entre flores e folhas. Com maior magnitude ocorrendo em interações interespecíficas quando comparada as interações intraespecíficas. Apesar da ampla ocorrência de efeitos não-aditivos, não encontramos relação da magnitude do PE com a dissimilaridade funcional em nenhum dos dois capítulos. Possivelmente a ausência de relação da magnitude com a dissimilaridade funcional seja resultado da não quantificação de atributos estruturais (i.e. lignina) importantes para a decomposição. Assim os resultados evidenciam que a interação intra e interespecífica entre detritos florais e foliares é uma importante rota para o priming effect, aumentando ainda mais a relevância ecológica do fenômeno.

RESUMO. A seleção de habitat para oviposição é um processo crucial para espécies com ciclo de vida complexo, como o mosquito da dengue, Aedes aegypti. A escolha de fêmeas grávidas à procura de sítios de oviposição depende da qualidade dos habitats disponíveis. A avaliação da qualidade feita pela fêmea baseia-se em características físico-químicas dos habitats, que indicam ultimamente o fitness esperado. Com base na avaliação de pistas emanando dos habitats, fêmeas devem responder de modo a selecionar habitats mais adequados à sobrevivência, crescimento e desenvolvimento da prole. A seleção natural tende a favorecer estratégias de oviposição que maximizem o fitness parental. Em um ambiente com habitats de qualidade variando em múltiplos fatores, fêmeas de mosquito devem realizar complexa integração de pistas e responder a esta variação por meio de ­trade-off. No entanto, ainda há pouco conhecimento de como múltiplos fatores interagindo afetam a avaliação da qualidade dos habitats e a resposta de fêmeas ovipondo. Com o objetivo de avaliar os efeitos individuais e interativos do risco de predação, tamanho do habitat e disponibilidade de recurso no comportamento de seleção de habitat para oviposição do mosquito Aedes aegypti, realizou-se um experimento laboratorial com design 2×2×2. Utilizando containers artificiais, foram cruzadas ausência ou presença de pistas do predador Poecilia vivípara, maior ou menor tamanho (profundidade) de habitat e alta ou baixa disponibilidade de recurso. Fêmeas oviporam mais frequentemente e em maior quantidade nos habitats considerados de maior qualidade (sem risco, maiores e com muito recurso). A decisão qualitativa, denotada pela proporção de réplicas ovipostas por fêmea, foi afetada pela interação risco×recurso. Apenas recurso e tamanho do habitat tiveram efeito individual significativo nesta variável. A decisão quantitativa, denotada pela proporção do número total de ovos ovipostos por fêmea, foi significativamente afetada pelas interações risco×recurso e recurso×tamanho do habitat. Novamente, apenas recurso e tamanho tiveram efeito individual significativo. Estes resultados confirmam que fêmeas de Aedes aegypti em busca de sítios de oviposição preferem habitats considerados de melhor qualidade para ovipor, depositando-os ovos com maior frequência e em maior quantidade. Tal resposta mostra-se bastante complexa e parece ser influenciada por trade-off entre o risco de predação e disponibilidade de recurso e, ainda, entre disponibilidade de recurso e tamanho do habitat. Isto demonstra que existe uma interdependência entre os fatores indicadores da qualidade do habitat na condução da seleção de habitat para oviposição. Estes achados são relevantes para o desenvolvimento de estratégias mais eficazes de controle populacional de mosquitos vetores de doença e para o entendimento dos padrões de distribuição e abundância de espécies que utilizam habitats aquáticos temporários.

Dada a limitação espacial nos recifes, interações competitivas entre os organismos sésseis são recorrentes e geralmente ocorrem por meio de contato físico direto com eventual sobrecrescimento. Os resultados dessas interações podem ser alterados no futuro, uma vez que o aquecimento e a acidificação dos oceanos podem afetar a capacidade competitiva e o potencial de recuperação dos organismos envolvidos. No Atlântico Sul, o zoantídeo Palythoa caribaeorum é um dos competidores mais importantes para os corais e em cenários de aquecimento previstos para o futuro apresentará uma expansão da sua distribuição atual e provavelmente dominará os recifes no nordeste do Brasil. Para que isso ocorra, o zoantídeo deveria superar competitivamente e sobrecrescer o hidrocoral Millepora alcicornis, uma das espécies que mais agrega complexidade estrutural aos recifes brasileiros. A fim de ir além de previsões da distribuição futura das espécies e levando então em conta que interações também podem ser moduladas pelo aquecimento, estudamos a interação competitiva entre P. caribaeorum e M. alcicornis por meio de experimentos em campo e de laboratório. Especificamente, investigamos em campo e em laboratório o efeito do contato físico na saúde do hidrocoral e o potencial de recuperação do mesmo após interrupção do contato, além de testar como o aquecimento dos oceanos pode afetar esses processos, investigando essa interação em laboratório em temperatura atual (27°C) e simulando um cenário futuro previsto para 2100 (30°C). Adicionalmente, como a interação competitiva pode ser potencialmente mediada por compostos químicos do zoantídeo, extraímos os compostos de superfície e testamos seus efeitos no hidrocoral no campo e no laboratório sob os diferentes cenários de temperatura. Descobrimos que o contato com o zoantídeo causou mais danos do que com o controle mimético no campo e no primeiro dia em 30°C. Os hidrocorais no campo não se recuperaram em um curto período (10 dias), mas em laboratório apresentaram uma recuperação parcial da área danificada quando em temperatura atual (27°C). Quando em 30°C, as áreas danificadas de hidrocorais que estiveram em contato com o zoantídeo foram parcialmente colonizadas por algas filamentosas. Embora os hidrocorais tenham apresentado sintomas semelhantes ao comparar os cenários de temperatura atual e futura, o potencial de recuperação diminuiu com o aquecimento, em parte por ter favorecido a colonização por algas filamentosas. Um efeito pior no campo e um dano maior no primeiro dia nos 27°C do laboratório foram sinais da atividade química de P. caribaeorum favorecendo a competição. Os testes dos compostos químicos isolados de P. caribaeorum em contato com M. alcicornis indicaram tendência a influenciar na interação e revelaram que um aumento de 3°C na temperatura da água torna qualquer contato danoso a M. alcicornis. À medida que o oceano aquece, a interação competitiva que estudamos se tornará mais frequente e os zoantídeos terão mais chances de debilitar e sobrecrescer hidrocorais ramificados, e possivelmente outros corais ramificados em áreas onde o zoantídeo é abundante, como nos recifes do Caribe, causando perda de complexidade estrutural nos recifes e potencialmente perda de diversidade. Este trabalho destaca a importância de também se considerar como as interações ecológicas serão afetadas pelas mudanças globais ao se fazer previsões futuras para as mudanças e funcionamento de sistemas recifais.

A distribuição de mamíferos no ambiente é modulada pela complexidade do habitat e mudanças na disponibilidade de recursos, respondendo aos componentes da paisagem, que influencia a forma como irão utilizar o habitat. Longe de ser uma floresta homogênea, a Amazônia é formada por diferentes tipos de vegetações. Uma importante fonte desta variação é o pulso de inundação que ocorre ao longo do ciclo hidrológico. Esse fenômeno afeta os padrões de uso do habitat para muitas espécies de mamíferos encontrados no bioma. Os tatus (Dasypodidae: Cingulata) são o principal grupo de mamíferos escavadores das florestas Amazônicas. Neste estudo, nosso objetivo foi identificar quais áreas os tatus estão ocupando relacionadas ao ciclo hidrológico e quais características ambientais estão influenciando os padrões de uso do habitat. Os dados foram coletados na Reserva de Desenvolvimento Sustentável Piagaçu-Purus e Reserva Biológica de Abufari, localizadas na porção centro-oeste da Amazônia Brasileira, através de armadilhamento fotográfico. Foram instaladas 72 câmeras nas áreas não inundáveis (terra firme), adjacentes às áreas alagáveis (várzeas), com um esforço total de amostragem de 23.080 dias, onde foram detectadas três espécies de tatus. A partir disso, utilizamos modelos de ocupação, levando-se em consideração a detecção imperfeita, para estimar a detecção e ocupação para cada espécie entre as fases do ciclo hidrológico (Cheia e Seca), e a influência de variáveis ambientais (Rugosidade do relevo, Altitude em relação ao nível do rio, Densidade de predadores, Distância do limite da área alagada e Biomassa florestal) e antrópicas (Distância das comunidades humanas) em cada ponto de amostragem. Obtivemos 700 registros independentes das três espécies de tatus. Como principais resultados dos modelos de ocupação, verificamos que para Dasypus novemcinctus e Priodontes maximus houve uma ocupação maior nas áreas de terra firme durante a Seca quando as áreas alagáveis ficam disponíveis (Ѱ = 0,69 ± 0,02 e Ѱ = 0,95 ± 0,12), do que durante a Cheia (Quando as áreas alagáveis estão cheias, portanto, indisponíveis para as espécies terrestres ocuparem). Já para Dasypus kappleri a ocupação foi maior durante a fase de Cheia do rio (Ѱ = 0,98 ± 0,10). A rugosidade do relevo e a altitude em relação ao nível do rio foram as variáveis mais importantes para ocupação de Dasypus novemcinctus quando somado o peso de todos os modelos. Para Priodontes maximus a distância do limite da área alagada foi mais importante para sua ocupação. Para Dasypus kappleri, as variáveis mais importantes foram a distância da comunidade humana e a rugosidade do relevo.

A redução do volume de lagos e reservatórios devido ao aumento do déficit hídrico durante períodos de seca, deve afetar a estrutura e a dinâmica trófica desses ecossistemas, aumentando a concentração dos organismos, as taxas de encontro entre predadores e presas e, consequentemente, a pressão de predação. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da redução do nível da água causados por eventos de seca extrema sobre as densidades de organismos zooplanctônicos e seus predadores em dois reservatórios da região tropical semiárida brasileira. A hipótese testada é que as densidades de predadores de zooplâncton aumentam com a redução do volume de água causado pela seca, favorecendo presas zooplanctônicas menos vulneráveis à predação em detrimento das mais vulneráveis. Para testar essa hipótese, as densidades de organismos zooplanctônicos (rotíferos, cladóceros e copépodos) e de seus principais predadores (larvas e juvenis de peixes, larvas de camarões, ácaro hydracarina e larvas de chaoboridae) foram monitorados por 24 meses em dois lagos rasos artificiais da região semiárida brasileira durante um período de seca (2012-2014). Em um dos lagos, cerca de 5.8 toneladas de peixes adultos foram removidos para evitar uma mortalidade massiva de peixes quando o volume de água e oxigênio atingiram um nível crítico. Os organismos zooplanctônicos foram coletados mensalmente por meio de arrastos verticais com rede de plâncton com abertura de 68µm e os seus predadores foram coletados mensalmente por meio de arrastos horizontais com rede de ictioplâncton com abertura de malha de 500µm e um fluxômetro para medir o volume filtrado. As densidades dos organismos foram analisadas ao longo do período de estudo e realizadas correlações de Spearman para avaliar as possíveis interações entre os organismos zooplanctônicos e seus predadores e os efeitos da redução do volume de água sobre os organismos estudados. Em ambos os lagos, os rotíferos dominaram o zooplâncton e as larvas de chaoboridae foram os predadores mais abundantes. No lago onde não houve remoção de peixes adultos, as densidades de larvas de peixes aumentaram, as densidades de larvas de chaoboridae diminuíram e as de copépodos aumentaram com a redução do nível da água. Por outro lado, no lago onde houve remoção de peixes adultos, as densidades de larvas de peixes, camarões e rotíferos diminuíram enquanto as densidades de larvas de chaoboridae aumentaram com a redução do nível da água. Esses resultados indicam que a redução do nível da água provocada pela seca tende a variar a abundância de predadores modificando a importância relativa da predação por vertebrados e invertebrados e provocando alterações na estrutura das comunidades zooplanctônicas a depender das condições locais.

Atributos funcionais são características fisiológicas, morfológicas, anatômicas e bioquímicas, responsáveis pelo sucesso da interação dos organismos com o meio em que habitam. Tais características adaptativas que compõem os organismos de uma região, aqui limitado à plantas arbóreas, são primeiramente selecionadas através de filtros ambientais. Neste sentido, compreender como as estratégias da vegetação são limitadas e moduladas pelos diferentes tipos de ambiente ao redor do mundo, é uma questão chave em ecologia. Os atributos funcionais das plantas, uma vez selecionados, também exercem efeitos sobre o ambiente em que vivem, alterando características abióticas como disponibilidade hídrica, radiação solar e disponibilidade de nutrientes. Além disto, estas alterações causam efeitos diretos e indiretos nos organismos vizinhos, podendo também agir como força moduladora da estrutura das comunidades. Compreender estes processos é fundamental para, além de entendermos padrões ecológicos gerais, podermos efetivar ações de restauração e montagem de comunidades com uma abordagem ecológica robusta. Neste sentido, este trabalho possui três capítulos, todos focados no ambiente sazonalmente seco Caatinga. O primeiro capítulo tem o objetivo de analisar os principais trade-off entre atributos funcionais de 20 espécies lenhosas, determinar seus grupos funcionais, testar se estes grupos estão associados espacialmente e se sua distribuição é limitada pela aridez. Foram coletados diversos atributos fisiológicos, anatômicos, bioquímicos e estruturais de espécies adultas in situ. Realizamos análises de componentes principais, para analisar os trade-off, análise de k-means para determinar os grupos funcionais, teste de Ripley para testar a distribuição espacial dos grupos e um gls para testar se os grupos ocorrem em locais com diferentes níveis de aridez. Encontramos que as espécies da Caatinga possuem diversos trade-offs com diferentes atributos representando um continuum entre estratégias aquisitivas e conservativas. Todos os trade-off deste continuo, colapsam em dois grupos funcionais de estratégias conservativas e aquisitivas, porém grande parte das espécies está contida no grupo de estratégias conservativas. Os dois grupos ocorrem de modo independente através do bioma e o grupo de espécies aquisitivas tende a ocorrer em locais mais áridos do bioma.  O segundo capítulo busca testar como e quais os atributos funcionais das plantas afetam seus vizinhos positivamente e se atributos funcionais podem explicar as relações espécies-específicas comumente encontradas. Para isto, fizemos um experimento in situ com interações entre 60 combinaçoẽs de pares de espécies, cada um replicados cinco vezes. Utilizando os atributos funcionais das espécies adultas já coletados como variáveis preditoras e a performance de plantas vizinhas como variáveis resposta, calculamos um modelo linear misto generalizado, seguido de simplificação de variáveis. Vimos que, tanto espécies com características conservativas quanto aquisitivas têm o potencial de afetar positivamente os indivíduos vizinhos e que o resultado é altamente dependente do par de espécies em interação. No entanto, os resultados positivos, surgem quando a espécie que está exercendo o efeito possui atributos funcionais, cujo efeito no ambiente, majoritariamente relacionados à água, suprem as necessidades ecológicas das plantas vizinhas. Por fim, o terceiro capítulo desatrela os efeitos de facilitação e complementariedade funcional e testa quais são as principais características funcionais das comunidades que levam a maior produção de biomassa e funcionamento das comunidades. Produzimos 4704 mudas de 16 espécies nativas. Com elas, foram montadas 147 comunidades, com 5 níveis de diversidade, monocultura, duas, quatro, oito e 16 espécies e 45 composições diferentes, cada comunidade foi montada com 32 indivíduos. Monitoramos a produtividade das comunidades em biomassa foliar produzida e também seu ‘Net biodiveristy Effect’ (NBE) como variáveis resposta. Como variáveis preditoras, calculamos o nível de potencial de facilitação por parcela, o valor médio de atributos ponderado pela abundância para 9 atributos separadamente, e a complementariedade funcional de cada comunidade. Calculamos quais destas variáveis melhor explicariam a produção de biomassa e o NBE através de modelos lineares mistos generalizados. A produção de biomassa foi influenciada positivamente por atributos relacionados à rapida captura de recursos e fixação de carbono como área específica foliar e comprimento específico de raiz e pelo potencial facilitativo das comunidades. O NBE foi influenciado principalmente pela diversidade funcional e pelo potencial facilitativo das espécies. Por fim, demonstramos como ecologicamente a facilitação se diferencia de complementariedade funcional e quais suas consequências para restauração e montagem de comunidades. Ademais, propomos tomadas de decisões utilizando os componentes ecológicos testados para guiar práticas de restauração e maximizar tanto a produtividade das comunidades, quanto seus serviços.

O estudo de paisagens acústicas vem ganhando atenção da comunidade científica nos últimos anos, mostrando-se como uma importante ferramenta na avaliação tanto de saúde ambiental como dos efeitos de mudança no uso da terra e mudanças no clima em várias escalas temporais e espaciais. Em ambientes tropicais, a alta biodiversidade, associada ao conhecimento taxonômico mais restrito para muitos grupos (como insetos) e menor investimento financeiro em pesquisas, faz com que estudos de ecologia acústica sejam mais desafiadores que em outras regiões. Por serem também as áreas de maior importância para conservação, o uso de monitoramento acústico mostra-se ainda mais relevante na medida em que pode facilitar estudos de longo prazo a um custo mais baixo que tradicionais estudos ecológicos. Diante de um panorama de constantes inovações tecnológicas e métodos de análise de dados na área de ecologia acústica, essa tese teve como objetivo geral avaliar o uso do monitoramento acústico passivo em biomas brasileiros, fornecendo protocolos de análise e contribuindo com o avanço da ecologia acústica em áreas tropicais. A tese está dividida em três capítulos e um apêndice com outras publicações não relacionadas diretamente à tese. No primeiro capítulo descrevemos padrões de utilização do espaço acústico em uma área de Caatinga, através do agrupamento em clusters de múltiplos índices acústicos. Na estação seca, o som do vento foi predominante nas gravações, enquanto na estação chuvosa, observamos alta presença de biofonia. Variações diárias incluíram aves e vento ocupando o espaço acústico durante o dia, enquanto insetos predominaram no período noturno. No segundo capítulo, também em uma área de Caatinga, nós buscamos compreender como um parque eólico modifica a paisagem acústica ao seu redor. Encontramos que a atividade biofônica aumenta com a distância dos aerogeradores, sugerindo que aves e insetos tem seus padrões de atividade acústica modificados em resposta à presença das turbinas. No terceiro capítulo utilizamos dados de Caatinga, Cerrado e Mata Atlântica, para testar a eficiência de índices acústicos em predizer a riqueza de espécies de aves e a discriminação de composição de comunidades entre os biomas. A performance dos índices acústicos variou entre os habitats, e características das comundiades de aves como predominância de espécies e faixas de frequência utilizadas por elas podem estar afetando os resultados dos índices. Mesmo assim, uma combinação de índices acústicos foi capaz de diferenciar as comunidades dos três biomas.

Na Caatinga a heterogeneidade espacial das diferentes ecorregiões e fitofisionomias, bem como a sazonalidade das chuvas e os pulsos dos recursos alimentares foram atribuídos como fatores-chave que controlam a estrutura e a dinâmica das assembleias de morcegos. Quase 95% do estado do Rio Grande do Norte (RN) corresponde à Caatinga, que abriga abundantes cavidades subterrâneas (~ 1000 cavernas). Como os padrões de diversidade espacial e temporal da fauna de morcegos são praticamente desconhecidos na Caatinga, o objetivo principal desta tese foi explorar os padrões espaciais e temporais de riqueza e composição de espécies de assembleias de morcegos em diferentes paisagens, fitofisionomias e em abrigos em cavernas. No Capítulo 1, explorei a riqueza e diversidade espacial e temporal na composição trófica e de espécies de morcegos através de capturas com redes de neblina em 5 habitats diferentes de Caatinga em seis regiões do RN. Em 100 noites de amostragem, capturei 1575 indivíduos de 31 espécies, com um esforço de captura de 239 824 m²h. Foram encontradas diferenças na composição de especeis e guildas tróficas entre as assembleias tanto nas diferentes áreas de estudo como nos diferentes habitats amostrados. Provavelmente relacionadas às preferências de especificas das espécies específicas por características da paisagem e habitats para forrageio. A riqueza e a composição das espécies não apresentaram variação sazonal evidente entre as estações. Os recursos alimentares encontrados ao longo do ano podem ser o principal fator que sustenta uma estrutura semelhante da assembleia durante as duas estações. No capítulo 2, monitorei nove cavernas em quatro regiões do RN para examinar os efeitos das estações e do tamanho das cavernas sobre a riqueza e a composição das espécies de morcegos cavernícolas. Utilizando dois métodos, registramos 17 espécies de morcegos em 2045 indivíduos capturados e 4181 indivíduos observados durante 61 dias de amostragem. A riqueza e a composição das espécies não mudaram sazonalmente e também não foi encontrada um turnover temporal das espécies. No entanto, o aumento na abundância geral de morcegos e de algumas espécies (insetívoros e piscívoros) ocorreu principalmente na estação chuvosa. A alta abundância de morcegos na estação chuvosa não coincidiu com os picos de precipitação, mas uma diminuição evidente da abundância coincidiu com os meses mais secos. Foi encontrada uma sinergia entre as estações e o tamanho da caverna. Na estação chuvosa as cavernas maiores tendem a variar mais em abundância do que as cavernas menores. Também foram encontradas diferenças na composição das espécies entre cavernas grandes e pequenas. O aumento sazonal da abundância é provavelmente atribuído a fins reprodutivos. A maioria das espécies foi reprodutivamente ativa durante a estação chuvosa, onde seu alimento preferido era mais abundante (frugívoros, insetívoros e animalívoros), enquanto outras que dependem dos recursos alimentares disponíveis durante todo o ano foram ativas durante as duas estações (sanguinívoros, onívoros e inesperadamente nectarívoros). No capítulo 3, fiz uma revisão taxonômica em coleções e revisão bibliográfica para determinar a diversidade gama do RN e apresentei a primeira lista oficial de morcegos do estado, incluindo novos registros e discussões sobre áreas de conservação e áreas de pesquisa prioritária. No geral, os dados obtidos de 44 espécies de morcegos de 3630 indivíduos capturados e mais de 4000 morcegos observados durante 161 dias de amostragem indicam que, em geral, as assembleias de morcegos são adaptadas para permanecerem o ano todo nas mesmas áreas, mas são fortemente afetadas pela estrutura espacial da vegetação de suas áreas preferidas de forrageio. Enquanto no interior dos abrigos nas cavernas, fatores temporais como disponibilidade de alimentos parece fortemente afetar a atividade de reprodução de morcegos cavernícolas e reforça a importância de cavernas de todos os tamanhos para a reprodução e proteção das populações de morcegos da Caatinga, incluindo espécies endêmicas e ameaçadas de extinção. O esforço desta tese, com a colaboração fundamental de muitas pessoas valiosas, é uma maneira de descrever e ter uma visão mais profunda da história natural e ecológica da fauna de morcegos pouco conhecida da floresta seca sazonal da Caatinga no Brasil.

As macroalgas exercem importantes funções ecossistêmicas que as fazem ser essenciais à aos ecossistemas aquáticos: contribuem para a produtividade primária, geram ambientes complexos para abrigo de espécies, são base alimentar de diversos organismos, fornecem superfície de assentamento para animais e atuam na ciclagem de nutrientes. Entretanto, alterações ambientais relacionadas às atividades antrópicas vêm causando o enriquecimento dos corpos hídricos por nutrientes, promovendo a eutrofização dos ecossistemas. Ambientes eutrofizados, ricos em nutrientes favorecem a proliferação maciça de algas, conhecidas por florações. As florações podem causar drásticos impactos sobre os ecossistemas a partir da depleção de oxigênio e liberação de toxinas, impactando consequentemente questões de cunho social e econômico. Nesta tese, buscamos avaliar de forma ampla os impactos causados pelas florações de macroalgas, abrangendo os aspectos ambientais, sociais e econômicos. No primeiro capítulo, avaliamos as florações de Ulva lactuca em um estuário hipersalino do litoral semiárido. A partir da avaliação da abundância de macroalgas e variáveis físico-químicas, pudemos verificar que as macroalgas exibem maior abundância durante períodos de seca, estabelecendo maiores concentrações à montante do estuário. O período seco é compatível com menor hidrodinamismo dos corpos hídricos, menor turbidez e maior concentração de nutrientes, fatores que favorecem o desenvolvimento algal. No segundo capítulo, objetivamos sugerir formas de aproveitamento das biomassas de U. lactuca, sendo portanto necessária a avaliação da concentração de metais nos tecidos das macroalgas.  As macroalgas concentraram metais acima do permitido por lei para aproveitamentos associados à alimentação humana e animal e adubação, porém reusos voltados para biofiltros, biomanipulação e biocombustíveis são indicados. No terceiro capítulo, procuramos melhor entender os impactos das florações de U. lactuca sobre a pesca a partir do conhecimento ecológico local dos pescadores. Nossos resultados indicam que as florações ocorrem principalmente durante o período seco nas regiões estuarianas. A atividade de pesca foi impactada negativamente quando relacionada a apetrechos de rede, e os peixes foram os pescados mais impactados. Por fim, no quarto capítulo, avaliamos os impactos das macroalgas sobre os camarões de importância econômica e demais invertebrados bentônicos da pesca de arrasto artesanal em duas zonas climáticas distintas: zona tropical e zona seca. A zona seca exibiu biomassa algal extremamente superior à zona tropical. A última, porém, exibiu maior produtividade de camarões. Os índices de diversidade dos camarões se relacionaram negativamente com a riqueza de algas, indicando que os bancos algais em geral são evitados pelas espécies. A densidade da macrofauna bentônica, por outro lado, exibiu relação positiva com a biomassa de macroalgas. Entretanto, ao se avaliar as relações por espécie, as influências se mostraram positivas e negativas a depender da dieta e habitat dos organismos. 

O cenário de mudanças climáticas e crescimento populacional nas zonas costeiras vem gerando perda de habitat e de serviços ecossistêmicos (SE) para populações litorâneas. Atualmente há pouco entendimento sobre o efeito destes fatores na distribuição e no valor dos SE de ambientes costeiros ao longo do tempo. Para entender a dinâmica de perda no suprimento de SE costeiros e sua correspondente perda em valores econômicos, nesta tese propusemos abordar estes assuntos ao longo de três capítulos. Os principais objetivos foram (1) mapear o viés de ambientes e SE costeiros mais valorados no mundo, bem como a distribuição de benefícios econômicos por eles gerados em relação à alguns indicadores de desenvolvimento humano e socioeconômico (CAP 1 - Global Distribution and Value of Coastal-Marine Ecosystem Services); (2) avaliar os efeitos das conversões de terra em um período futuro de 33 anos, sobre a dinâmica de prestação de serviços de Carbono Azul Costeiro por manguezais no Nordeste do Brasil (CAP 2– Effects of Land Use Changes on Blue Carbon Services in Northeast Brazilian Mangrove Areas); e (3) avaliar a vulnerabilidade e as mudanças temporais na paisagem costeira, medindo as taxas de erosão/acreção na costa e as perdas e custos econômicos da retração de longo prazo da linha de costa e perda de manguezais no Nordeste do Brasil (CAP 3- Coastal Protection Service Delivery in Northeast Brazil in Face of Sea Level Rise). Os resultados obtidos no Capítulo 1 indicam que a) os ecossistemas costeiros mais quantificados e valorados no mundo são zonas húmidas e manguezais; b) os SE mais valorados são recreação, pesca comercial e proteção costeira; c) os métodos de valoração mais utilizados são disposição à pagar e valores de mercado; d) os benefícios econômicos médios anuais totais dos SE costeiros observados em todo o mundo variaram de US$1,100 a US$77 bilhões; e e) existe uma relação positiva entre os valores económicos dos SE e os indicadores de desenvolvimento humano e socioeconômico (Produto Interno Bruto e Índice de Desenvolvimento Humano). Os resultados obtidos no Capítulo 2 indicam que a área e o carbono total armazenado dos manguezais do nordeste brasileiro podem diminuir em quase 35%, e 22.2% respectivamente até 2050, impulsionado em grande parte pela expansão de atividades salineiras e carcinicultura. O total de Sequestro Líquido de Carbono (SLC) poderia atingir cerca de 17.3 tCO2e/há/ ano, e o Valor Presente Líquido (2017) é de US$2,044.3/ha. Embora aparentemente não ocorram grandes variações nos valores de SLC entre períodos ao longo de 33 anos, valores altos de emissões de carbono (1,351.2 tCO2e/ha) poderiam ser observados durante o período 2017-2035. Os resultados obtidos no Capítulo 3 indicam que um terço da linha de costa está em processo de erosão e as previsões são de uma perda de 630,000 m2 de linha de costa até 2026. Os manguezais reduzem em 20% os níveis de vulnerabilidade costeira moderada-alta dos efeitos do aumento do nível do mar, enquanto protegem uma quarta parte da população total exposta. Caso a área total de manguezais for perdida, provavelmente essa proporção aumentará para metade da população, causando custos de mais de US$6.1bilhões (R$32.4 bilhões).

Ecossistemas secos são biodiversos e estão distribuídos em todo o globo, sendo a sazonalidade climática uma forte característica ambiental, que impõe aos organismos desafios adaptativos às estações e variações fisionômicas. A distribuição dessas florestas e das espécies tem sido alterada historicamente por mudanças  globais e pela intensa conversão de habitat em áreas de agropecuária, principalmente. Atualmente, sabe-se da importância desses ecossistemas para a manutenção da biodiversidade, inclusive naquelas áreas de ecótono com florestas úmidas e outros biomas. No entanto, são escassos estudos de comparações taxonômicas e ecológicas em grandes escalas, e os padrões de influência da perda de habitat não são claros. Para investigar como se dá a distribuição das espécies de borboletas nas florestas tropicais secas e como os elementos ambientais influenciam as comunidades em paisagens fragmentadas, a tese está dividida em três eixos principais: distribuição de esforço de pesquisa e padrões de riqueza, efeitos de gradientes ambientais sobre a estrutura de comunidades, e influência das alterações na paisagem na diversidade de espécies. O objetivo do capítulo 1 foi identificar as principais lacunas temáticas e geográficas de pesquisa sobre as borboletas (Papilionoidea e Hesperioidea) e caracterizar o perfil dos estudos voltados para conhecimento e preservação da biodiversidade dessas florestas. Para tanto, utilizamos metodologia cienciométrica, a partir de palavras-chave em inglês englobando florestas secas e savanas (Pennington et al. 2018) e o táxon borboletas, na plataforma ISI Web of Knowledge. Coletamos informações de 167 estudos triados e mapeados, publicados entre 1981 e 2019. A maioria dos artigos são do Brasil (24.6 %), México, Malawi e Austrália, realizados em diferentes escalas espaciais e abordagens de pesquisa. As interações ecológicas (18.6%) e história de vida (13.8%) foram os principais temas, e Nymphalidae (36.5%), a família mais estudada. Encontramos, principalmente nas Américas, inventários, estudos de comunidades e de interações, como de mirmecofilia e plantas hospedeiras associadas com Lycaenidae e Pieridae. Enquanto vários estudos fenológicos e evolutivos foram testados com espécies de Satyrinae na região africana, e estudos sazonais e biogeográficos, na australiana, inclusive comparativos com outros taxa, como aves e mamíferos. Algumas das áreas com mais espécies de borboletas (Papilionoidea) estão no México e Austrália. As Florestas Secas são mais ricas em espécies (média 138.2) do que Savanas (115.3), corroborando com nossa hipótese de maior riqueza em ambientes mais heterogêneos e menos instáveis. Considerando os temas menos abordados, fragmentação (2.4%) e impactos antrópicos (1.8%), alertamos para necessidade de investigação sobre mudanças ambientais em diferentes escalas, como também, efeitos da fragmentação florestal sobre as assembleias e conservação. No capítulo 2, estimamos os efeitos da estrutura de habitat e da sazonalidade dos recursos sobre a abundância, riqueza e composição de borboletas frugívoras em gradientes de produtividade e de fragmentação, em uma floresta seca brasileira. Na região do Seridó, nós coletamos dados da fauna de borboletas frugívoras e de variáveis de habitat em 9 paisagens (6x6 km) de diferentes coberturas de habitat, durante três períodos (de baixa, média e alta produtividade), entre 2017 e 2018. Registramos 16 espécies e 5.997 indivíduos, cuja maior abundância ocorreu em alta produtividade e em paisagens de alta cobertura de habitat. Identificamos que as comunidades possuem sua dinâmica relacionada à produtividade e estrutura de habitat em gradientes espaciais e temporais. Além disso, as espécies de borboletas respondem às mudanças no ambiente conforme suas características funcionais, sendo possível observar os efeitos mais acentuados em características espécie-específicas. No capítulo 3, nosso objetivo foi estimar os efeitos da estrutura de habitat e dos impactos antrópicos sobre a abundância, riqueza e composição de borboletas frugívoras em paisagens fragmentadas. Nossas hipóteses são relacionadas as teorias de partição de nicho e de filtros ambientais, onde a diversidade e a dinâmica das comunidades são determinadas principalmente pela resposta da biota à alteração ambiental. Nas mesmas 9 paisagens do Seridó, nós investigamos os elementos da estrutura de habitat e características de impacto antrópico, localmente e em escala de paisagem, usando imagens classificadas de cobertura e uso do solo do MapBiomas e coletas locais. Testamos os efeitos das variáveis da paisagem sobre a riqueza e abundância de borboletas e sobre a composição de espécies. Registramos maior riqueza e a maioria das espécies tiveram mais indivíduos registrados em alta e média cobertura florestal. A composição de espécies diferiu entre as paisagens, assim como a proporção de espécies de diferentes amplitudes de nicho, havendo maior proporção de espécies de floresta arbórea (83 %) em paisagens de alta cobertura (56-60% de habitat), sendo estas espécies também as mais afetadas pelas alterações antrópicas. Usamos ferramentas de partição de nicho e identificação de espécies bioindicadoras para a compreender a dinâmica das comunidades e ranquear as paisagens em grau de qualidade ambiental. Por fim, apresentamos alguns desse resultados em produtos para divulgação científica, que tem sido desenvolvidos com a ajuda de alunos de iniciação científica e em parceria com outras instituições (UFCG, UFPE, ICMBio e Fund. Boticário): o Guia de Borboletas do Seridó e a página de divulgação do projeto de monitoramento em UCs de Caatinga e Mata Atlântica, @borboletasnonordeste.

A bioregionalização geográfica é a prática de delimitar regiões com base na distribuição da biota no espaço, gerando unidades que carregam significado biológico. A crescente modernização de técnicas de classificação e a abundância de dados provenientes de inventários da vegetação atualmente disponíveis oportunizam a prática da bioregionalização com a utilização de tais dados. O objetivo desse trabalho foi elaborar a bioregionalização da Mata Atlântica com base em dados de presença e abundância de espécies vegetais, e identificar os fatores ambientais e históricos que estruturam a distribuição dos grupos gerados. Para classificar o bioma em grupos, utilizamos técnicas de ordenação e agrupamento, e para investigar a influência dos fatores ambientais e históricos nos grupos gerados, utilizamos modelos de regressão logística multinomial. A partir dos dados de presença e de abundância, foram gerados 21 e 14 grupos, respectivamente

Florações nocivas de cianobactérias são um dos principais problemas em ecossistemas de água doce e desde metade do século 20, essa problemática tornou-se mais recorrente devido à ação antrópica. Alguns reservatórios apresentam florações permanentes de cianobactérias e as variáveis regulando a formação de florações continuam incompreendidos. Diante disso, a identificação desses fatores é crucial para o desenvolvimento de estratégias eficientes de manejo, concentração de macronutrientes e luz são consideradas variáveis essenciais para entender a dinâmicas florações. Embora, em ambientes constantemente enriquecidos e ensolarados, outros fatores poderiam estar regulando a dominância permanente de cianobactéria. Frente a isso, o objetivo do presente estudo foi avaliar os fatores abióticos regulando (1) biomassa total do fitoplâncton (2) estrutura da comunidade fitoplanctônica através de grupos funcionais e (3) dominância de cianobactéria.  Amostras de água dos seis reservatórios localizados na região semi-árida do Brasil foram coletadas durante doze meses para analises de parâmetros limnológicos, nutrientes, biomassa e composição do fitoplâncton. As espécies foram classificadas em grupos morfo-funcionais (MBFG). Quatro reservatórios foram caracterizados como eutróficos e dois como mesotrófico. Profundidade, fósforo total e temperatura foram os principais reguladores da biomassa total do fitoplâncton. Ainda, o uso de grupos morfo-funcionais (MBFG) foi eficiente para separar os reservatórios de acordo com o estado trófico. Luz e nutrientes explicou a dominância de diferentes gêneros de cianobactérias. Em suma, luz e nutrientes explicaram parcialmente a estrutura da comunidade fitoplanctônica e dominância de cianobactéria, isso pode indicar que a influência de nutrientes estruturando a comunidade é mais fraca quando o ambiente é enriquecido. Portanto, sugerimos que a interações biológicas, como competição, alelopatia e herbivoria, poderia ser um fator importante estruturando a comunidade de fitoplâncton em ambientes permanentes enriquecidos e dominados por cianobactérias.

Um crescente número de evidências empíricas tem apontado para a importância da diversidade de detritos foliares como fator mediador do processo de decomposição em ecossistemas terrestres. Paralelamente, estudos têm mostrado que tanto a identidade quanto a diversidade de habitats também podem intereferir na dinâmica de fatores determinantes de processos ecossistêmicos, tais como a decomposição. Entretanto, pouco se sabe, se e como fatores como a identidade e diversidade de habitats operam de forma individual e interativa  aos efeitos da diversidade de detritos na decomposição. Em uma floresta de restinga localizada no litoral nordestino, nós avaliamos experimentalmente ao longo de 8 meses, se e como os efeitos da diversidade de detritos sobre a decomposição variaram em função da identidade e diversidade de habitats, bem como a ocorrência de efeitos não-aditivos decorrentes da diversidade de habitats individualmente. Para isso, um gradiente de diversidade funcional de detritos foliares foi estabelecido através da alocação de detritos de cinco espécies arbóreas locais em microcosmos formados por monoculturas e todas os possíveis combinações de duas espécies, totalizando 15 composições distintas (5 monoculturas + 10 biculturas). Este desenho experimental foi replicado ortogonalmente ao longo de dois níveis de identidade (i.e. acima e abaixo do solo) e diversidade (i.e. presença ou não de habitat adjacente) de habitas. Os resultados mostraram que a riqueza de espécies de detrito de forma individual explicou a maior parte da variação do processo de decomposição, mas que seus efeitos também foram mediados significativamente pela identidade do habitat, tendo para a maioria das espécies a diversidade de detritos exercido um efeito mais forte no habitat acima do solo. A diversidade de habitat não apresentou efeito significativo sobre o processo de decomposição nem de forma individual nem interativa com a diversidade de detritos. Alem disso, a diversidade funcional, também não afetou a decomposição de maneira sistemática em nenhum tipo de habitat e também não interagiu com a diversidade de habitats. Nossos resultados demonstram que característcias particulares dos habitas do solo podem mediar os efeitos da diversidade de detritos na decomposição. Entretanto, estes efeitos aperentemente ocorrem de forma independente a cada tipo de habitat (i.e. ausência de efeitos interativos entre habitats). Adicionalmente, a falta de efeitos da diversidade funcional confirma os resultados de estudos recentes na literatura de que características da identidade funcional (i.e. interações entre traços funcionais particulares da comunidade) são mais preponderantes do que efeitos sistemáticos da diversidade funcional de detritos sobre a decomposição.

Programas experimentais de restauração proporcionam o desenvolvimento de novas técnicas de recomposição florestal e são de grande importância para a recuperação de áreas degradadas da Caatinga. O transplante de uma nova vegetação pode proporcionar a colonização da área degradada por outros níveis tróficos, como por exemplo, insetos herbívoros e predadores, o que aumenta a diversidade da fauna e aprimora a estrutura trófica do ambiente restaurado. No entanto, a maneira pela qual o plantio é realizado, em termos de diversidade e composição de espécies arbóreas poderia afetar a comunidade entomológica. Este trabalho tem por objetivo analisar como a diversidade e composição das comunidades de plantas restauradas influenciam a comunidade de insetos que colonizam os estágios iniciais da restauração de uma Caatinga degradada. O estudo foi conduzido na Floresta Nacional de Açu (RN) em um experimento implementado em 2016 para a restauração de uma área degradada de Caatinga. Foram plantadas 4.704 mudas de 16 espécies arbóreas nativas, distribuídas em 155 parcelas de 8 x 13 m. As parcelas foram construídas com diferentes composições de espécies e cinco níveis de diversidade de plantas: 1 espécie, 2 espécies, 4 espécies, 8 espécies e 16 espécies. Na estação chuvosa de 2017, Junho e Julho, entre às 08:00 as 11:00 e 14:00 as 17:00, os insetos encontrados sobre cada planta do experimento foram coletados manualmente, armazenados e morfotipados em unidades taxonômicas operacionais (OTUs). Para se compreender como a diversidade de plantas na parcela e a identidade das plantas (variáveis X) influenciaram a riqueza e abundância de insetos (variáveis Y) foram realizadas ANOVAs fatoriais. Foram coletados 799 insetos e registradas 66 OTUs. Constatamos que a diversidade e abundância de insetos tendem a ser significativamente maiores, quando há uma maior diversidade de plantas (8 e 16 espécies). Constatamos também uma grande utilização de Mimosa tenuiflora e Piptadenia stipulacea pelos insetos. O uso dessas espécies associado ao aumento da diversidade de espécies arbóreas, seria então uma técnica promissora para a restauração de outros níveis tróficos nas áreas em processo de restauração da Caatinga.

Os ecossistemas semiáridos possuem alta susceptibilidade à degradação da paisagem. Entre eles a Caatinga é uma das regiões mais vulneráveis. O campo da restauração de Caatinga tem avançado com métodos bem-sucedidos como o uso da facilitação e de novas técnicas de plantio. Contudo, existem problemas pós plantio que interferem no sucesso dos programas de restauração, como a pressão por herbáceas trepadeiras e herbivoria por insetos que dificultam o estabelecimento e crescimento das mudas. O objetivo do trabalho é investigar como a incidência de herbivoria e a incidência de trepadeiras afetam a sobrevivência e o crescimento de diferentes espécies arbóreas nativas em um projeto de recuperação de área degradada da Caatinga. Foram plantadas 16 espécies nativas da Caatinga em 147 parcelas com 5 níveis de diversidade: 1, 2, 4, 8, 16 espécies. As mudas foram monitoradas ao longo de dois anos. Para todas as espécies obtivemos dados de sobrevivência, crescimento, incidência de herbivoria foliar e incidência de trepadeiras. A sobrevivência diferiu entre as espécies sendo que quatro espécies tiveram sua sobrevivência prejudicada pela incidência de trepadeiras. A incidência de trepadeiras não afetou o crescimento de nenhuma espécie. A incidência de herbivoria afetou positivamente a sobrevivência de duas espécies e negativamente a sobrevivência de uma espécie. Quanto ao crescimento, a incidência de herbivoria afetou positivamente apenas uma das espécies estudadas. Nem a diversidade do plantio, nem sua interação com a incidência de trepadeiras e herbivoria afetaram a sobrevivência e o crescimento das árvores nos estágios iniciais de restauração. Como apenas uma espécie foi afetada pela incidência de herbivoria, uma alternativa simples seria a não utilização de métodos de controle de herbívoros nos primeiros anos de restauração da Caatinga, ou que esses métodos fossem utilizados apenas nas poucas espécies mais susceptíveis. Este trabalho sugere que a diversidade não tem papel relevante para sobrevivência, crescimento e incidência de trepadeira ou herbivoria no início da restauração. Esse experimento demonstra que herbáceas trepadeiras podem ter efeito negativo sobre a sobrevivência de mudas transplantadas, mesmo com remoção anual das trepadeiras presas nas plantas. Desta forma novas técnicas de controle de trepadeiras devem ser desenvolvidas em trabalhos futuros de reflorestamento da Caatinga.

A aplicação de sais de alumínio e a remoção de peixes bentívoros são duas técnicas de manejo da qualidade da água de lagos eutrofizados que tendem a reduzir o aporte interno de fósforo do sedimento para a coluna d´água e a mitigar os efeitos da eutrofização. No entanto, os efeitos isolados e combinados dessas duas técnicas de manejo sobre a estrutura e a dinâmica das comunidades aquáticas são pouco conhecidas. A aplicação de policloreto de alumínio (PAC) aumenta o fluxo de matéria orgânica da coluna d´água para o sedimento aumentando a disponibilidade de detritos para os invertebrados bentônicos, enquanto a remoção de peixes bentívoros reduz a pressão de competição e/ou predação sobre os mesmos. Portanto, o aumento da disponibilidade de detritos deverá ter um efeito positivo mais forte sobre os macroinvertebrados bentônicos na ausência do quena presença de peixes bentívoros detritívoros e por isso devemos observar um efeito sinérgico das duas técnicas sobre a densidade e diversidade desses organismos. Para testar essa hipótese de pesquisa foi realizado um experimento de campo com delineamento fatorial 2 x 2 combinando a aplicação ou não de PAC com a presença e ausência do peixe bentívoros Prochilodus brevis, uma espécie detritívora muito comum e abundante nos açudes do semi-árido brasileiro. O experimento foi realizado em 20 mesocosmos de 6 m 3 inseridos em um lago semiárido tropical e os 4 tratamentos foram aleatoriamente alocados nos mesocosmos. Amostras de água e sedimento foram coletadas em cada mesocosmo no início, meio e fim do experimento, o qual teve uma duração de 8 semanas. Os macroinvertebrados bentônicos foram identificados e quantificados em cada amostra e os dados de densidade desses organismos foram tratados com uma ANOVA two-way. As técnicas de manejo de qualidade de água e a interação entre elas não apresentaram efeitos sobre os macroinvertebrados bentônicos. Portanto, os resultados refutaram a hipótese de pesquisa, e sugerem que a alta disponibilidade de matéria orgânica, típica de ambientes eutrofizados, determina a ausência de efeito das duas técnicas sobre a assembleia de macroinvertebrados bentônicos.

Desde a década de 1980, a gestão participativa (manejo colaborativo) dos recursos naturais vem sendo cada vez mais adotada nos sistemas de manejo em todo o mundo. Esse tipo de gestão representa a transição do poder centralizado no Estado para um arranjo mais democrático e inclusivo, em que os povos locais compartilham do direito de tomada de decisão e controle sobre o uso dos recursos. Apesar do número crescente de sistemas de manejo colaborativo sendo implementados mundialmente, frequentemente o estabelecimento dos mesmos ocorre sem que haja embasamento teórico acerca de aspectos relacionados ao sucesso ou fracasso das iniciativas. Menos atenção ainda vem sendo destinada ao sucesso social e econômico, ainda que sejam esferas de grande importância e estejam diretamente relacionadas ao sucesso ecológico. Na Amazônia, diversos regimes de manejo colaborativo já foram implementados, tendo tido grande repercussão nos últimos anos o manejo do pirarucu. O pirarucu (Arapaima spp.) é um dos maiores peixes de água doce do mundo e um elemento de grande importância ecológica, econômica e cultural na Amazônia. Apesar de ter sido o principal recurso pesqueiro da Amazônia Brasileira durante mais de um século, pouco se sabe sobre o histórico das populações de pirarucu devido à deficiência de estatísticas pesqueiras. No entanto, diante de alguns indícios de sobre-exploração, sua pesca foi proibida e atualmente é permitida apenas sob plano de manejo aprovado pelos órgãos competentes. As iniciativas de manejo do pirarucu vêm proliferando na Amazônia e parecem estar promovendo tanto o aumento dos estoques quanto benefícios socioeconômicos. Este estudo tem por objetivo (1) avaliar os benefícios de usar espécies culturalmente importantes, a exemplo do pirarucu, como espécies guarda-chuva em planos de manejo e conservação de recursos naturais; (2) avaliar padrões de mudança da abundância e do tamanho dos pirarucus ao longo do tempo; (3) estimar o impacto econômico do manejo do pirarucu para família rurais dentro e fora de Unidades de Conservação; (4) verificar o impacto do manejo do pirarucu na promoção de uma maior equidade de gênero na pesca, através do reconhecimento da participação feminina. Cada um desses objetivos corresponde a um capítulo da tese. Os dados do primeiro capítulo foram obtidos a partir da literatura e os dos demais são provenientes de entrevistas semiestruturadas com pescadores de comunidades de três bacias de rios amazônicos. Com as informações geradas neste estudo, espera-se fornecer subsídios e incentivos para o desenvolvimento de sistemas de manejo de recursos naturais mais eficazes, que busquem conciliar a sustentabilidade ecológica com a socioeconômica.

Budiões podem afetar a estrutura das comunidades bentônicas e o funcionamento do ecossistema recifal. Apesar de serem muito investigados no mundo todo, os budiões (Labridae: Scarinae) do Atlântico Sudoeste são relativamente pouco estudados e muito das informações necessárias para entender seus papéis funcionais ainda são escassas. Foi avaliada a distribuição da abundância, biomassa e classes de tamanho das assembleias de budiões no nordeste do Brasil e identificadas preferências de habitats baseadas em atributos recifais. A cobertura bentônica, complexidade recifal, profundidade e distância da costa afetaram a composição das assembleias de budiões, mas tiveram diferentes efeitos dependendo da espécie. O endêmico budião azul, Scarus trispinosus, teve sua ocorrência, abundância, e biomassa mais associada a substratos calcários e recifes com alta complexidade estrutural. Scarus zelindae e Sparisoma amplum foram mais comuns em recifes biogênicos mais profundos e longe da costa, com alta cobertura de esponjas, corais pétreos e cianobactérias. Sparisoma axillare e Sparisoma radians foram mais comuns em recifes com alta cobertura de macroalgas, enquanto o Sparisoma frondosum foi a espécie mais conspícua entre as demais, sendo comum em todos os sítios estudados. Ambientes recifais mais distantes da costa apresentaram alta abundância de indivíduos de maior tamanho corporal para todas as espécies (exceto Sp. radians), enquanto os recifes costeiros concentraram altas abundâncias de indivíduos pequenos. Este padrão pode ser resultado tanto da preferência dos juvenis por ambientes recifais costeiros e rasos, como de atividades pesqueiras que removem os indivíduos de grande tamanho corporal destes ambientes. A preferência de habitat dos budiões escavadores (Sp. amplum e Sc. trispinosus) diferiram dos sparisomatines raspadores e podadores, provavelmente por buscarem diferentes alvos nutricionais. Nossos resultados sugerem que: (1) o papel funcional dos budiões na estruturação das comunidades bentônicas é variável e potencialmente previsível por atributos recifais; (2) ocorre uma maior complementariedade entre as assembleias de budiões no Atlântico Sudoeste ao invés de redundância funcional; e (3) os recifes costeiros e oceânicos são distintos em relação a fatores demográficos como maturação e taxas de mortalidade, o que deve ser levado em conta em planos de manejo. A conservação destas espécies (endêmicas ou não) e de seu papel para a estruturação das comunidades recifais depende da proteção de recifes com diversos atributos, incluindo recifes costeiros que funcionam como potenciais áreas de recrutamento.

Estressores bióticos e abióticos reduzem a produtividade através de mudanças nos níveis de algum fator limitante, afetando importantes funções como a fotossíntese. Seca e remoção de biomassa aérea por atividades antrópicas são dois recorrentes estresses em ambientes semiáridos. Os efeitos desses estresses sobre o crescimento de plantas quando aplicados simultaneamente ainda são pouco compreendidos. A proposta desta tese é compreender a resposta de plantas ao estresse hídrico e remoção de biomassa aérea além de identificar características funcionais que promovam resistência a esses estresses. A tese está estruturada em quatro capítulos para esclarecer: 1) quais características foliares estão relacionadas com a susceptibilidade de plantas ao pastejo por caprinos, 2) Como a combinação entre remoção de biomassa aérea e stress hídrico afetam o crescimento e conteúdo carboidratos não estruturais (amido e açucares não redutores) em plantas e 3) Como características funcionais estão relacionadas com o vigor do rebrotamento em diferentes espécies de plantas da Caatinga. No primeiro capítulo foi verificado que embora o bode doméstico seja um herbívoro generalista, plantas juvenis da Caatinga apresentaram características foliares que promovem resistência ao pastejo ou minimizam as chances de serem pastejadas. No segundo capítulo verificamos que estresse hídrico e remoção da biomassa aérea reduziram as taxas de crescimento em plantas juvenis de Mimosa tenuiflora e que a magnitude do efeito foi similar entre os dois estresses aplicados. Quando aplicados simultaneamente os estresses apresentaram uma forte redução nas taxas de crescimento e nas concentrações de amido radicular. No terceiro capítulo foi verificado que a capacidade de rebrotamento em espécies da Caatinga está relacionada principalmente a estoques de carboidratos não-estruturais em folhas e raízes. Esses resultados demonstram que pressões de herbivoria por animais exóticos quando praticada em anos de baixa pluviosidade pode impedir o rebrotamento e a recomposição de reservas radiculares importantes para a sobrevivência ao longo da estação seca.

A interdependência histórica entre populações humanas e o uso tradicional da biodiversidade e ecossistemas moldaram a Amazônia como um dos mais ricos e complexos sistemas socioecológicos do mundo. A Floresta Amazônica ainda enfrenta uma série de ameaças com o desmatamento para pecuária e produção de soja, abertura de estradas, além dos inúmeros impactos em curto e longo prazo das construções de barragens e sobre-exploração de recursos naturais. Todas essas ameaças têm um impacto global, já que muitos estudos já demonstraram o papel chave da maior floresta tropical do planeta na regulação do clima. As Unidades de Conservação são uma das mais eficientes estratégias para proteger a biodiversidade, mas a simples criação não garante sua efetividade. A conservação depende da integração entre os aspectos ecológicos e sociais das pessoas e instituições envolvidas com o uso e proteção da biodiversidade. Produtos florestais não-madeireiros são um componente cultural importante de
populações tradicionais e podem representar uma fonte significativa de renda. Especificamente a palmeira arbórea açaí (Euterpe precatoria, Arecaceae) é uma espécie de planta icônica da Amazônia com um enorme valor cultural desde a Amazônia Centrale Ocidental até a América Central. Recentemente tem ganhado atenção nos mercados nacional e internacional por conta de seu conteúdo enérgico e nutricional e suas propriedades antioxidantes. Este estudo foi desenvolvido com o intuito de fornecer informações sobre os aspectos sociais e ecológicos sobre uso e comercialização de recursos naturais por comunidades ribeirinhas na Amazônia Central, e especificamente sobre o açai (Euterpe precatoria) em diferentes habitats. Nós pretendemos que este estudo seja um primeiro passo para fornecer conhecimento científico e apoio para a organização social aos moradores locais para uma maior participação ao longo da cadeia produtiva do açaí e nas decisões de manejo, buscando alcançar os objetivos das Reservas de Desenvolvimento Sustentável.

Existem evidências de que a biodiversidade influencia diretamente ou está correlacionada com funções e serviços oferecidos e regulados pelos ecossistemas. Além disso, a diversidade de plantas pode afetar aspectos relacionados a níveis tróficos superiores, tais como abundância e diversidade de insetos herbívoros, os padrões de herbivoria e as interações multitróficas entre plantas, herbívoros e seus inimigos naturais. Desta forma, a presente tese aborda como a herbivoria por insetos pode ser afetada pela diversidade de espécies vegetais, pela diversidade de características funcionais das espécies vegetais, bem como investiga a configuração da rede de interações entre insetos e plantas. O trabalho foi desenvolvido em experimentos de ampla escala na Caatinga Brasileira e em Campos de Gramíneas da Alemanha. Nesses experimentos comunidades vegetais foram construídas com diferentes níveis de diversidade de plantas. O capítulo 1 estuda como a herbivoria por insetos afeta a mortalidade de plantas e é afetada pela diversidade do plantio em um programa de restauração da Caatinga no semiárido brasileiro. Os resultados indicam que a diversidade de plantas nesse estágio inicial de restauração não afeta as taxas de herbivoria. Constatou-se também que a presença de insetos herbívoros não comprometeu o estabelecimento inicial de plantas durante a restauração de Caatinga, não sendo necessário o uso de qualquer inseticida para combater possíveis pragas que poderiam prejudicar a restauração. O capítulo 2 estuda as características da rede de interações entre insetos e plantas nos primeiros dois anos em experimento de restauração de Caatinga. O número de links foi maior em comunidades mais velhas, assim como elas apresentaram-se mais aninhadas. Existe a presença de espécies de insetos altamente generalistas, assim como espécies de plantas que funcionam como hubs de interação na rede. O capítulo 3, realizado na Alemanha, aborda como a herbivoria por insetos pode ser influenciada tanto pela diversidade de plantas quanto pelos atributos morfo-funcionais dessas plantas. Foi constatado uma relação positiva entre a riqueza de plantas e as taxas de herbivoria por insetos. Além disso, as taxas de herbivoria são influenciadas pela sazonalidade. No entanto, a diversidade funcional e composicões de espécies formadas por diferentes traits funcionais (pools de espécies) não afetaram a herbivoria.

Objetivo: A regionalização biogeográfica é uma representação da organização dos organismos no espaço geográfico em função de diversos fatores ecológicos e abióticos. O objetivo foi propor uma biorregionalização da vegetação da Caatinga baseada em dados florísticos, identificando os principais fatores que determinam o padrão de distribuição desses grupos.

Localização: Domínio fitogeográfico da Caatinga.

Métodos: Compilamos 266 inventários florísticos que compõe a base de dados “Caaporã”. Os inventários florísticos foram usados para construir uma matriz de espécie por local, e usamos técnicas de ordenação e agrupamento para identificar o número de 

Grupos florísticos na Caatinga. Aplicamos um método de interpolação para mapear eixos de variação composicional em toda a extensão da Caatinga e depois classificamos a dissimilaridade composicional de acordo com o número de grupos florísticos identificado a priori. Além disso, fizemos um UPGMA para verificar a relação entre os grupos. Utilizamos modelos de regressão logística multinomial com critérios de AIC e wAICc para investigar a influência da produtividade contemporânea, complexidade topográfica, mudanças climáticas históricas e pegada humana na explicação dos grupos.

Resultados     Encontramos um total de 2872 espécies de plantas organizadas em nove grupos florísticos, alguns se distribuem de forma latitudinal (Norte-Sul), enquanto outros são restritos a determinadas regiões específicas na porção sul e oeste do domínio. Os resultados da regressão multinomial mostram que o índice de aridez contemporâneo (IAC) foi a variável que melhor explica o padrão de distribuição dos grupos. Portanto a produtividade foi o modelo significativo que melhor descreve o padrão de distribuição dos grupos. Os modelos avaliando variáveis do solo, topografia e históricas não foram significativos.

Conclusões     O padrão de distribuição dos grupos biogeográficos da Caatinga mostrou-se ser determinado em boa parte pela aridez. Devido a sua variabilidade climática e a instabilidade ao longo do domínio é possível que muitos dos grupos florísticos presentes hoje na Caatinga sejam compostos por grupos de espécies provenientes da Mata Atlântica, do Cerrado ou até mesmo da Amazônia. No geral, a regionalização da Caatinga em grupos florísticos fornece uma representação espacial coesiva das distribuições biogeográficas na Caatinga. Portanto, a nossa proposta de classificação juntamente com as demais propostas contribuem para uma melhor compreensão dos padrões de distribuição florística da caatinga e dos processos que regem esses grupos florísticos.

A diversidade biológica pode ser dividida em pelo menos três tipos distintos e complementares, que incluem a diversidade taxonômica, filogenética, e funcional. Entender como estes componentes variam no espaço é fundamental para melhor entendermos as ameaças que pairam sobre a biodiversidade. Além disso, analisando as comunidades em uma perspectiva local (componente alfa) e entre comunidades (componente beta) geram mais informações sobre como as várias formas da diversidade pode se distribuir geograficamente. Nos últimos anos, a relação entre os padrões espaciais da diversidade tem ocupado a atenção dos ecólogos, especialmente para entender como estes componentes mudam localmente e geograficamente. Com isso, objetivamos descrever os padrões geográficos da riqueza, história evolutiva, diferenças filogenéticas e funcionais das aves na floresta seca Caatinga, nos componentes alfa e beta da diversidade. Buscamos também investigar, se a escala espacial e diferentes fontes filogenéticas influenciam no tipo de resultado. Para isso, selecionamos 405 espécies de aves a partir das distribuições provenientes da BirdLife, suas informações filogenéticas do banco de dados online BirdTree e os dados funcionais do EltonTrait 1.0. Utilizamos medidas baseadas na riqueza de espécies, história evolutiva, diferenças médias filogenéticas e funcinoais, para representar o componente alfa. Como também o turnover  de espécies e de história evolutivas e diferenças médias e funcionais entre os oito comunidades vizinhas, para medir a diversidade beta. Comparando os resultados das correlações entre as diferentes escalas (1º, 0,5º e 0,25º) e topologias filogenéticas, identificamos que não interferem no tipo de resultado. Ao contrário do esperado, a riqueza de espécies não se correlaciona com outras formas de diversidade. A diversidade média filogenética no componente alfa, correlacionou com a riqueza de história evolutiva (r=0,5) e com a diversidade média funcional (r=0,66). No componente beta, a diversidade média filogenético é correlacionada com a diversidade média funcionals (r=0,57), como também o turnover de espécies com o turnover filogenético (r=0,8). A diversidade de aves apresenta uma alta heterogeneidade em sua distribuição geográfica. Provavelmente, esse padrão deve ser altamente influenciado pela heterogeneidade climática e topográfica. No geral, nossos resultados podem criar subsídios que apoiem a escolha de áreas para priorização espacial para conservação das aves na Caatinga. 

Uma das principais explicações para a alta diversidade de espécies tropicais é a possibilidade de coexistência de espécies com nichos similares. Estudos de coexistência investigam como espécies se organizam no espaço e no tempo, focando também nas interações entre elas e delas com o ambiente. Embora a competição interespecífica pareça explicar sozinha os padrões de coocorrência, características ambientais podem ter o mesmo poder de explicação. Assim sendo, identificar os fatores que influenciam a coexistência de espécies é essencial para elucidar mecanismos de regulação de comunidades. Criar modelos teóricos que incorporam estimativas de detecção e ocupação de espécies possibilita a avaliação simultânea de múltiplas hipóteses sobre os padrões de ocorrência de espécies. Estimativas de ocupação de áreas por uma ou mais espécies vem sendo cada vez mais usadas como ferramenta na modelagem da dinâmica dessas espécies, guiando também estratégias de monitoramento e ações de manejo. Esse estudo focou em duas espécies de Passeriformes Conopophaga cearae (Chupa-dente-do-nordeste) e Conopophada melanops (Cuspidor-de-mascara-preta) para melhor compreender os padrões de uso do espaço pela ornitofauna na Mata Atlântica potiguar. Conduzimos nossas amostragens na RPPN Mata Estrela, litoral sul do RN, através de pontos de escuta visitados em duas estações distintas: seca (setembro, outubro e novembro de 2016) e úmida (maio, junho e julho de 2017). Para esclarecer os dados coletados em campo, criamos e testamos modelos de ocupação estática e condicional no programa MARK. Através dos modelos de ocupação estática observamos que as preferências ambientais são diferentes entre as espécies e a plasticidade de nicho de C. cearae parece contribuir bastante para a coocorrência. Além disso, a modelagem de ocupação condicional apontou que as características ambientais (tanto a sazonalidade quando condições estruturais de cada habitat) são mais relevantes para a escolha de áreas a serem ocupadas por essas espécies do que as interações entre elas.

A fragmentação e a perda de habitat associadas a atividades antrópicas são as causas mais citadas de perda de diversidade biológica. A redução de habitats de florestas resulta no isolamento de populações e no maior risco de extinção. Primatas arbóreos estão ameaçados, principalmente pela fragmentação e perda de habitat. No presente estudo abordamos duas espécies de primatas: Callicebus coimbrai (Primates, Pitheciidae) é endêmico da Mata Atlântica nordestina, enquanto Callicebus barbarabrownae endêmico da Caatinga. Ambas vivem em paisagens fragmentadas e com alto grau de isolamento, com distribuição nos estados de Sergipe e Bahia, nordeste brasileiro. O objetivo deste trabalho foi identificar possíveis rotas de conexão entre remanescentes florestais ocupados pelas espécies, assim como modelar corredores ecológicos dentro de áreas prioritárias previamente definidas para conservação de Callicebus coimbrai (Mata Atlântica) e Callicebus barbarabrownae (Caatinga). Corredores foram simulados para 12 áreas prioritárias para Mata Atlântica e sete para Caatinga. Para tal, foram usadas imagens classificadas quanto ao uso de solo (MapBiomas 2016), sobre as quais geramos superfícies de resistência. Ao todo, simulamos 570 corredores, com 30 réplicas para cada área prioritária. Foram definidos 74 fragmentos para conexão em áreas prioritárias de C. coimbrai e 36 em áreas prioritárias de C. barbarabrownae. A maior cobertura de uso do solo nas áreas prioritárias na Mata Atlântica foi de Agricultura ou Pasto (60,37%), enquanto na Caatinga foi Floresta Aberta (52,16%). As áreas totais dos polígonos de Caatinga são maiores que as de Mata Atlântica, assim como o número de fragmentos. No entanto, a densidade de fragmentos foi maior na Mata Atlântica, indicando alta fragmentação. Corredores ecológicos foram mais longos na Caatinga, e tiveram menores custo por metro que na Mata Atlântica. Paisagens na Caatinga são mais permeáveis à travessia das espécies estudadas, em relação à Mata Atlântica.  Recomendamos ações de conservação prioritariamente para a espécie C. barbarabrownae, que é classificado como “criticamente em perigo” de extinção. Para Callicebus coimbrai recomendamos a implantação de stepping stones para diminuir os problemas relacionados à pouca permeabilidade da matriz a qual está inserido.

Os recursos da Caatinga variam com a sazonalidade da região e são menos abundantes na estação seca. Nesse período poucas plantas florescem, dentre elas estão os cactos, restando poucos recursos para os nectarívoros. Por esse motivo, polinizadores oportunistas podem visitá-las e/ou roubar o néctar. Esse trabalho descreverá o ciclo circadiano, a produção e padrão de secreção do néctar, consumo e visitação no Melocactus zehntneri, buscando possíveis explicações sobre as interações entre esse cacto e morcegos (Glossophaga soricina, Lionycteris spurelli, Lonchophylla sp. e Xeronycteris vieirai) na Caatinga de Lajes do Cabugi / RN. Recentemente, um estudo paralelo relatou que esses morcegos estão visitando o cacto, pois grande quantidade de pólen da espécie foi encontrada em seus pelos ou fezes. Mas suas flores não indicam sinais de quiropterofilia, por isso coletas de campo e um experimento foi realizado para investigar a existência de recompensas florais e respostas, no ciclo circadiano e no padrão de secreção do néctar, relacionadas a essas interações. O volume e concentração de açúcar no néctar diminuem após 17h30min, mas continua tendo qualidade para recompensar polinizadores noturnos que começam a forragear nesse horário, como os morcegos de pequeno porte da Caatinga. Os beija-flores são os polinizadores mais eficientes do M. zehntneri, e, provavelmente, partilham o néctar com outros visitantes florais, incluindo os morcegos da região. Existe uma mudança no padrão de secreção de néctar antes e após 17h30min, que pode está associada a interações com alguns visitantes florais dessa planta. Este fato pode aumentar a variabilidade genética na população do cacto, já que, ele seria beneficiado por outros visitantes florais além dos beija-flores que apresentam comportamento muito territorialista. Além disso, morcegos podem está usando o néctar dessa planta como uma fonte alternativa de energia no período seco da Caatinga, pois os recursos são mais escassos.  

As florestas, ainda hoje, representam uma importante fonte de bens e serviços para os grupos humanos em todo o planeta. Em regiões áridas, por exemplo, elas desempenham um papel crucial na promoção do balanço ecológico, social e econômico, sustentando os modos de vida da população. Apesar da sua importância, estas regiões têm sido ameaçadas por políticas ambientais ineficazes, secas cada vez mais intensas e frequentes e atividades humanas adversas, tais como uso intensivo da terra para agricultura e pasto, urbanização acelerada e crescimento da população. Atrelado a isso, as populações humanas que habitam as regiões áridas são, em geral, as mais pobres e vulneráveis do planeta. Nesse sentido, a pobreza é um dos aspectos que acarretam na superexploração de recursos naturais para suprir as necessidades da população, o que acelera o processo de degradação ambiental. Tal situação demanda políticas efetivas para promover a equidade social e a conservação da biodiversidade, objetivos estes que podem ser facilitados por meio de um entendimento integrado: (1) das condições que levam as pessoas a utilizarem e dependerem dos recursos naturais locais; (2) da importância do ambiente para suprir as necessidades financeiras e de subsistência da população pobre; e (3) de como as pessoas vulneráveis respondem às estratégias que promovem a conservação da biodiversidade local por meio da imposição de limites de acesso aos recursos naturais dos quais elas dependem. A presente pesquisa aborda estes três pontos, os quais correspondem a um capítulo diferente cada, com o objetivo geral de alcançar um entendimento mais aprofundado das dimensões social, econômica e ecológica da resiliência de sistemas socioecológicos em regiões semiáridas. Este estudo foi desenvolvido na Caatinga, um bioma rico em biodiversidade que está localizado na porção nordeste do Brasil e engloba as maiores taxas de pobreza do país. Utilizamos questionários semiestruturados para entrevistar 254 informantes residentes em 21 comunidades rurais distribuídas em cinco polígonos previamente selecionados no estado do Rio Grande do Norte. No primeiro capítulo, encontramos que algumas das características socioeconômicas das famílias rurais, juntamente com as condições de inserção urbana às quais as comunidades estão submetidas, direcionaram a frequência de uso dos recursos naturais num contexto local. Os hábitos culturais da população podem explicar porque alguns recursos são continuamente utilizados independentemente das diferenças na renda e influências urbanas entre os entrevistados. No segundo capítulo, estimamos que o valor econômico dos recursos naturais do semiárido supera os US$ 40.000,00 e verificamos que estes recursos contribuem principalmente para a geração de renda de subsistência (23,5% da renda total) das famílias. Observamos também que a renda dos recursos naturais é maior para as famílias com maior renda total, o que pode ser consequência da utilização de produtos com maior valor econômico derivado, como madeira para construção e carne de caça. Por fim, no terceiro capítulo, observamos que as pessoas que perceberam as proibições de acesso aos recursos naturais como um prejuízo às suas famílias tenderam a aceitar cenários de conservação menos restritos, contrariamente àquelas que possuíam um maior nível de educação formal. Assim, as políticas ambientais devem ser direcionadas a auxiliar especialmente aquelas pessoas que são mais dependentes dos recursos locais a fim de contribuir para a melhoria do seu processo de adaptação em lidar com os impactos decorrentes das medidas de conservação. Desta forma, podemos contribuir para o aumento da resiliência do sistema socioecológico.

Promover a conservação da pesca no Brasil é importante dada à extensa e densa rede hidrográfica e sua imensa costa, marcados pelo elevado grau de dependência desse serviço ecossistêmico pela sociedade. No entanto, sabe-se que a maioria dos estoques pesqueiros estão sobreexplotados ao redor do mundo, colocando em risco a sustentabilidade da pesca e dos meios de vida das comunidades humanas dependentes dos recursos pesqueiros. Nesse contexto, estratégias de manejo da pesca são importantes para a manutenção dos estoques e sustentabilidade dessas comunidades. Porém, estas estratégias, se mal planejadas, podem interferir na resiliência do sistema socioecológico e no fornecimento do serviço ecossistêmico. Neste trabalho foram investigadas relações socioeconômicas, políticas e ecológicas do sistema socioecológico marinho através de uma análise integrativa na costa do Brasil. Informações sobre a dinâmica pesqueira, aspectos socioeconômicos, variáveis geográficas e ecológicas da região foram coletadas em banco de dados científicos disponíveis na internet. Dados coletados através de questionários com pescadores também foram utilizados. No primeiro capítulo, foi analisada a situação atual de estoques pesqueiros de algumas espécies ameaçadas de extinção, bem como as possíveis alterações destes estoques e dos ganhos econômicos com a pesca em diferentes cenários de conservação. No segundo capítulo, um índice de vulnerabilidade foi criado para analisar a situação da região costeira, identificando aspectos importantes para a vulnerabilidade socioecológica dos estados costeiros. Finalmente, no terceiro capítulo, foram analisados o cumprimento das regras de manejo pelos pescadores e as consequências do não cumprimento das regras na sustentabilidade da pesca artesanal no Rio Grande do Norte. Os resultados finais desta tese poderão ser usados no zoneamento e seleção de áreas para ações de conservação, e na implantação de novas estratégias de manejo ou avaliação daquelas já existentes. Além disso, espera-se oferecer subsídios científicos para a manutenção da atividade pesqueira que vise tanto a proteção do recurso quanto a sustentabilidade das comunidades humanas dependentes da pesca no Brasil.

As áreas de montanha do mundo cobrem menos de 15% da superfície terrestre; no entanto, elas concentram cerca de 90% dos hotspots de diversidade de espécies e 40% dos hotspots de endemismo. As evidências sugerem que fatores como a complexidade topográfica, a heterogeneidade climática e sua dinâmica histórica nas montanhas podem desempenhar um papel importante na evolução e manutenção de suas ricas biotas. Nesta tese, pretendi avaliar o papel de tais fatores tanto em escala macro (ou seja, nos padrões globais de especiação) quanto em escalas microevolutivas (ou seja, intraespecíficas de divergência genética e de traits) usando anfíbios como sistema de estudo. No primeiro capítulo, contrastei as taxas de especiação entre regiões de alta e baixa complexidade topográfica. Para este fim, usei uma filogenia quase completa de anfíbios contendo 7238 espécies (>90% da diversidade existente) para rodar uma Análise Bayesiana de Misturas Macroevolutivas (BAMM) que permite estimar as taxas de especiação. Posteriormente, projetei na geografia essa informação usando os mapas de distribuição disponíveis, para explorar padrões geográficos de especiação em anfíbios e avaliei sua associação com terrenos complexos, estimando um índice global de complexidade topográfica. Encontrei que, globalmente, as taxas de especiação são mais rápidas em regiões de alta complexidade topográfica independentemente da latitude. Desconstruí esse padrão repetindo as análises nas regiões Zoogeográficas de Wallace - levando em consideração as histórias evolutivas regionais independentes - e encontrei a mesma tendência em oito dos 11 reinos zoogeográficos. No segundo capítulo, avalio o papel relativo de diferentes componentes da paisagem na promoção da diversificação da linhagem na complexa topografia da América Central Ístmica (ACI: Costa Rica e Panamá), uma região geologicamente jovem, mas altamente biodiversa. Aqui usei DNA mitocondrial para estimar a divergência genética dentro de 11 espécies de anfíbios (9 anuros e 2 salamandras) com diferentes atributos ecológicos que ocorrem conjuntamente na região. Então, utilizei análises de Matriz Múltipla de Regressão com Randomização e Modelagem de Dissimilaridade Generalizada para quantificar o papel relativo do isolamento por distância, ambiente e resistência (topografia e adequação) na modelagem de padrões geográficos de estrutura genética dentro de cada espécie. Encontrei respostas idiossincráticas que podem refletir aspectos específicos de suas histórias de vida e poderiam dar uma visão sobre o papel da ACI como motor da especiação. No terceiro capítulo, testei se as barreiras climáticas e topográficas podem influenciar a variação dos sinais acústicos de duas espécies de sapos do gênero Diasporus. Este é um traço comportamental importante que possui características particulares que permitem o reconhecimento intra-específico e podem desempenhar um papel importante como mecanismo de isolamento reprodutivo. Para este capítulo, gravei vocalizações de anúncio de 170 machos de duas espécies de sapos do gênero Diasporus distribuídos na Costa Rica. Eu realizei gravações em 21 locais em todo o país, desde o nível do mar até 2800 metros de altitude. Com essa informação realizei análises bioacústicas para documentar a variação geográfica e análises correlativas de matrizes múltiplas para testar se a distância geográfica, as barreiras físicas ou climaticas entre populações, ou adaptação às condições locais podem moldar tais padrões. Para esse fim, eu incorporei análises espaciais (modelos de nicho, estimativas de rugosidade do terreno e teoria dos circuitos) para estimar níveis de isolamento das populações e ajustar um modelo de dissimilaridade generalizada para abordar esta questão. Nas duas espécies, encontrei altos níveis de variação acústica, assim como de isolamento entre populações, gerado pelos fatores testados. No entanto, somente as barreiras topográficas explicaram significativamente a variação acústica em D. diastema. Entretanto, a dissimilaridade climática e distância geográfica só possui associação marginal com os padrões de variação acústica encontrados. Em conclusão, consideramos forças que operam em uma escala local e de forma independente (por exemplo a seleção sexual, o deslocamento de caracteres ou mesmo deriva genética) poderiam então ser mais determinantes na evolução desses sinais nas espécies de estudo.

Parasitas representam uma forte pressão seletiva influenciando a evolução e a manutenção da reprodução sexuada. Espécies que estão sujeitas a uma gama maior de parasitas debilitantes devem investir mais em reprodução sexuada e apresentar características sexuais secundárias mais desenvolvidas. Nas últimas décadas, muitos estudos encontraram suporte para essa teoria para diferentes grupos de animais. No entanto, uma aplicação mais geral desta teoria para organismos vegetais permanece pouco explorada. As angiospermas apresentam a maior diversidade de estruturas e estratégias reprodutivas que qualquer outro grupo de organismos, representando um excelente modelo para se estudar a evolução do sexo. A reprodução sexuada das angiospermas é baseada em flores compostas por estruturas com diferentes funções: androceu (função masculina); gineceu (função feminina); corola (atração de polinizadores) e cálice (proteção do ovário). Surpreendentemente, estudos comparativos avaliando a partição de recursos entre as funções florais básicas são raros. O estudo da partição floral em grande escala (geográfica e filogenética) representa uma importante lacuna a ser preenchida e oferece enorme potencial para a descoberta de novos padrões macroevolutivos. Esta tese está organizada em quatro capítulos que investigam padrões globais na partição de recursos sexuais em angiospermas e o papel dos herbívoros na evolução das estratégias sexuais das flores. No primeiro capítulo, foram coletados dados de biomassa floral em quatro continentes (América do Norte, América do Sul, Europa e Oceania) para testar a existência de um padrão alométrico global na alocação de recursos florais das angiospermas. Nossos resultados demonstram que a alocação de recursos florais segue uma regra alométrica geral na qual espécies com flores grandes investem mais na função masculina e nas pétalas. No segundo capítulo, foi testada a hipótese de que uma maior pressão de herbívoros na escala evolutiva favorece a evolução de estratégias reprodutivas com maior investimento em reprodução cruzada. Nossos resultados fornecem fortes evidências de que a teoria da evolução do sexo mediada por parasitas se aplica ao reino vegetal (Red Queen Hypothesis). No terceiro capítulo, estimou-se o custo estequiométrico de flores e folhas para 56 espécies de Angiospermas europeias. Foi demonstrado que as flores são estruturas custosas, representando um sinal honesto na competição por polinizadores (Zahavi’s handicap). As flores são ricas em fósforo e possuem uma assinatura estequiométrica distinta, apresentando razões P:N e P:C muito mais elevadas que as folhas. No quarto capítulo, apresento o software sensiPhy, uma pacote de R para realizar análises de sensibilidade e testar a robustez de modelos estatísticos considerando múltiplos tipos de incerteza nos métodos filogenéticos comparativos (incerteza filogenética, intraespecífica e amostral). Com esta tese, espero contribuir com a construção de uma base mais sólida e geral sobre os fatores que influenciaram a evolução das estratégias sexuais em plantas na escala macroevolutiva.

Ao redor do mundo, cientistas, gestores e autoridades tem enfrentado vários problemas ecológicos e econômicos gerados pela eutrofização artificial de lagos, cujo atributo mais visível é uma excessiva biomassa fitoplanctônica, comumente quantificada pela concentração de clorofila a (chla). Enquanto nutrientes têm sabidamente um papel decisivo na dinâmica temporal da biomassa fitoplanctônica, o regime hidráulico de um lago pode exercer um controle externo sobre tal dinâmica. Neste estudo, foi avaliada a influência do regime hidráulico na dinâmica temporal da biomassa fitoplanctônica em açudes do Semiárido. Os açudes são uma fonte crucial de recursos hídricos para consumo humano e irrigação nessa região, mas são frequentemente afetados pela eutrofização e carecem de um monitoramento limnológico adequado. Para superar essa deficiência de dados, avaliaram-se as relações entre a qualidade de água e as propriedades óticas em 13 lagos da região de estudo, validaram-se algoritmos para estimativa da chla a partir de imagens do sensor orbital MODIS e geraram-se séries de 15 anos de dados diários de chla para os três maiores açudes estudados: Orós (OROS), Castanhão (CAST) e Eng.º Armando Ribeiro Gonçalves (EARG). Como os açudes do Semiárido estão sujeitos a um marcante regime hidráulico, com clara separação entre períodos secos e chuvosos, hitpotetizou-se que isso se refletiria na variação temporal da chla. A comparação entre a série de chla produzida e a série histórica de volume dos açudes deu suporte a essa hipótese. Os valores de chlacaíram rapidamente com a renovação da água promovida por chuvas intensas e permaneceram altos durante os períodos secos. As intensas chuvas de 2004 reduziram bruscamente a biomassa fitoplanctônica em EARG e OROS e, para este último, os efeitos até mesmo se estenderam aos anos subsequentes. Nossos resultados encorajam a exploração do arquivo de imagens MODIS para estudos sobre a dinâmica temporal do fitoplâncton em lagos naturais e artificiais, tanto em escala sazonal como interanual.

Quais os processos e mecanismos responsáveis pela diversificação das espécies? Essa é uma questão antiga que tem sido revolucionada com o avanço tecnológico e metodológico e compreendida de uma forma que antes não era possível. A filogeografia é uma multidisciplina que utiliza ferramentas derivadas da biogeografia, filogenia molecular e genética de populações para entender o contexto da distribuição dos genes no tempo e espaço. O presente estudo utiliza análises filogenéticas e filogeográficas para inferir os processos determinantes na diversificação de lagartos do gênero Lygodactylus nas Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS) da América do Sul. No primeiro capítulo nós investigamos as relações entre os Lygodactylus Sul Americanos, buscando entender a influência do Arco Pleistocênico em sua diversificação e se essas espécies representam um grupo monofilético. Através de análises filogenéticas e de delimitação de espécie, nós recuperamos o monofiletismo do grupo quando comparado com as espécies Africanas e reconhecemos L. klugei como um complexo de espécies crípticas. Nós sugerimos o aumento de duas para cinco espécies de Lygodactylus na América do Sul. O tempo de divergência entre L. klugei e as espécies candidatas endêmicas das FTSSs não foi congruente com a hipótese do Arco Pleistocênico. Porém, a fragmentação das FTSS pode ter influenciado na divergência de L. wetzeli e uma espécie candidata endêmica de um enclave de FTSS no Cerrado (São Domingos, região do Vale do Paranã). No segundo capítulo investigamos a diversificação dentro da Caatinga, testando o papel do rio São Francisco (RSF) como barreira geográfica nesse bioma. Utilizamos um lagarto endêmico dessa região (L. klugei) como modelo de estudo. Nós delimitamos as possíveis linhagens, investigamos as relações filogenéticas entre elas, história de difusão espaço-temporal e para testar a hipótese do rio (barreira para fluxo gênico) nós utilizamos uma análise de migração. Nós recuperamos duas linhagens estruturadas de acordo com o RSF: uma ao norte e outra ao sul do rio. A divergência dessas linhagens ocorreu à 295 mil anos atrás, congruente com a mudança do curso do RSF para seu atual curso. Não encontramos influência do paleocurso do RSF na estruturação de L. klugei.

A perda de hábitat e a fragmentação estão entre as maiores ameaças a biodiversidade, podendo levar a declínios de comunidades biológicas. As respostas a essas perturbações dependem de fatores da paisagem e também de fatores intrínsecos aos fragmentos, além de poderem ser diferentes entre espécies. O presente trabalho avalia como a área do fragmento, isolamento, forma, qualidade da matriz e a distância para o curso de água permanente (rio ou lago) mais próximo afetam a riqueza e a abundância de borboletas frugívoras em fragmentos de Mata Atlântica no nordeste brasileiro. O estudo foi realizado em 15 fragmentos inseridos numa matriz dominada por plantações de cana-de-açucar, com áreas entre 1,7 e 27,4 hectares, e distantes da água entre 0 e cerca de 2000 metros. A riqueza de espécies e abundância declinaram com o aumento da distância para água. A seleção de modelos sugeriu que a distância para água é o principal fator influenciando riqueza e abundância, mas qualidade da matriz também apareceu como importante fator para a riqueza, enquanto forma do fragmento aparece como fator importante para abundância. Nossos resultados corroboram a importância da conservação de pequenos fragmentos e traz a tona a importância da presença de um curso de água como fator chave para a comunidade de borboletas frugívoras na Mata Atlântica.

Os polvos são moluscos que possuem papel relevante em teias tróficas marinhas, não só por representarem importantes presas para animais de topo de cadeia, como também por serem predadores carnívoros importantes do ambiente bentônico. Por esta razão, sua ecologia alimentar já foi estudada utilizando-se diversas metodologias aplicadas a uma variedade de espécies do grupo. Entretanto, ainda não há consenso sobre qual técnica seria mais eficaz neste tipo de investigação, ou mesmo se existiria apenas um método “ideal e autossuficiente”. Outra questão se refere ao posicionamento dos polvos em meio às teias tróficas marinhas. Sabe-se que se alimentam de uma grande variedade de crustáceos, moluscos, peixes e outros organismos e que servem de alimento para muitos consumidores superiores, porém a sua função ecológica permanece indefinida, sendo difícil prever o reflexo do seu aumento ou diminuição nas comunidades marinhas de águas rasas. Desta forma, a fim de trazer respostas para essas duas questões, este trabalho tem por objetivo comparar três métodos quali-quantitativos distintos para caracterização da alimentação de polvos (i.e. análise de conteúdo digestivo, de restos em tocas e de isótopos estáveis), bem como identificar o posicionamento trófico destes e sua importância como presas e predadores. O objeto de estudo é o Octopus insularis, polvo mais frequente na costa nordeste do Brasil e em suas ilhas oceânicas, e que já vem sendo regularmente explorado pela pesca artesanal no país. A área de estudo é a Reserva Biológica Atol das Rocas, ambiente insular, prístino e único em termos de hemisfério Sul.

A Facilitação é uma interação na qual uma espécie exerce um efeito positivo sobre o desenvolvimento e sobrevivência de outras, através do aumento da disponibilidade de recursos ou provendo condições abióticas mais favoráveis. Espécies arbóreas podem facilitar o estabelecimento de outras espécies devido ao aporte de nutrientes abaixo de suas copas e em seu entorno. A decomposição do folhiço, folhas mortas que se acumulam sobre o solo de ecossistemas florestais, é a principal via de transferência de nutrientes da vegetação para o solo. Assim, a qualidade, biomassa produzida e taxa de decomposição das folhas de uma árvore podem ser determinantes para a fertilidade do solo e consequentemente a produtividade de plantas abaixo de sua copa. No entanto, fontes externas como animais, poeira atmosférica e lixiviações também contribuem para essa fertilidade. Apesar de reconhecerem sua importância, os estudos que investigam a facilitação via disponibilidade de nutrientes abaixo das copas das árvores não avaliam a atuação direta da decomposição do folhiço nesse tipo de interação. A decomposição do folhiço depende de fatores bióticos e abióticos, sendo a qualidade nutricional das folhas um dos mais determinantes para velocidade do processo. Entretanto, diversos estudos reportam efeitos da diversidade e riqueza de espécies sobre o mesmo. Em ecossistemas florestais com alta diversidade, as folhas de diversas árvores se misturam formando um folhiço misto. Portanto é necessário também avaliar o efeito da riqueza sobre as taxas de decomposição. O presente estudo se propõe a investigar se a transferência de nutrientes de espécies arbóreas para o solo através da decomposição do folhiço é capaz de influenciar as interações de facilitação e inibição entre espécies. Quatorze espécies, abundantes e típicas da Caatinga foram classificadas como facilitadoras, neutras ou inibidoras, de acordo com o seu índice de interação interespecífica “INE” (Fagundes et. al., 2016). Foram medidas a taxa de queda no solo, o conteúdo nutricional (C e N) e a taxa de decomposição das folhas de cada espécie. O produto dessas três medidas foi considerado como o potencial de transferência de nitrogênio de cada espécie para o solo (PTN). Os resultados indicaram espécies facilitadoras tem maior potencial de transferência de nutrientes do que espécies inibidoras, indicando que o “PTN” pode ser um dos fatores que influenciam nas interações de facilitação entre plantas. Também foi realizado um experimento com folhas misturadas para avaliar o efeito da riqueza sobre a decomposição dos folhiços compostos com espécies facilitadoras ou inibidoras. As folhas foram misturadas em 04 diferentes níveis de riqueza (2, 4, 7 e 14), formando 15 composições distintas. A diferença entre as taxas de decomposição observadas e esperadas foi calculada para avaliar se houve efeito emergente da mistura de folhas nas diferentes composições. As composições contendo espécies facilitadoras apresentaram, no geral, efeito positivo sobre as taxas de decomposição, enquanto composições contendo espécies inibidoras apresentaram efeito negativo.  Não houve efeito significativo do aumento da riqueza de espécies sobre o processo de decomposição do folhiço. Tais resultados indicam que o efeito da mistura das folhas sobre as taxas de decomposição depende das espécies presentes no folhiço e não da riqueza. A partir dos resultados obtidos no estudo conclui-se que é possível que o processo de decomposição do folhiço colabore diretamente com o mecanismo de facilitação entre espécies. 

Os benefícios da pesca de água doce em pequena escala, além do consumo para segurança alimentar, geram uma importante contribuição para a economia tanto em esfera local quanto regional, como também em escala internacional, desta forma, este trabalho teve o objetivo de investigar as quantidades pescadas e os valores gerados por diferentes modalidades de pesca de água doce no mundo e testar a hipótese de que a contribuição econômica da pesca continental de pequena escala é maior em países em desenvolvimento do que das outras modalidades de pesca de água doce em países desenvolvidos. Para tanto, foi feita uma revisão sistemática da literatura e síntese de informações. Assim, pôde-se observer que no período de 1998 a 2015, a produção de pesca de água doce acumulou perda de 1,3 milhão de toneladas. A produção da pesca de água doce diminuiu acentuadamente a partir de 2010. A menor produção da pesca poderia ser atribuída menor quantidade de registros, no entanto, desde 2010-2015, os lucros brutos aumentaram globalmente em US $ 10 trilhões por ano. A pesca de subsistência foi registrada principalmente em África e a pesca em pequena escala prevaleceu na América do Sul. A maior produção de pesca foi registrada nos EUA (principalmente recreativa) e no Mali, na África Ocidental. O desenvolvimento da pesca de água doce ainda é encorajado nessas áreas onde corpos d’água estão mal gerenciados, mas os dados aqui reunidos sugeriram o contrário; Os ambientes de água doce devem ser monitorados e conservados no gerenciamento de metas, uma vez que a pesca foi intensamente realizada nessas áreas através do mundo.

As bactérias heterotróficas são importantes mineralizadoras de nutrientes (e.g. nitrogênio [N] e fósforo [P]) para o meio aquático, subsidiando a produção primária e incorporando carbono orgânico da matéria orgânica em sua biomassa através da produção secundária. Esses processos são afetados por fatores ambientais, como temperatura e disponibilidade de nutrientes (Hall et al. 2009, Berggren et al. 2012, Fonte et al. 2013); também são determinados pela identidade das espécies e pelo seu estado fisiológico. A disponibilidade de nutrientes pode afetar a composição química das bactérias, assim como essas podem afetar a composição química dos seus predadores e assim por diante; esse desbalanço estequiométrico entre o recurso e consumidor têm influência sobre os padrões de reciclagem de nutrientes nos ecossistemas, afetando seu funcionamento e ciclos biogeoquímicos (Sterner et al. 1998). Uma forma de lidar com a variação de nutrientes é a capacidade de regulação que os indivíduos tem, e frente a perturbações na estequiometria do seu recurso, as bactérias podem se comportar de forma homeostática ou flexível. Para as bactérias essas características parecem ser ditadas pela composição da comunidade, influenciada pelo estado trófico dos ecossistemas. Desta forma, espera-se que o comportamento homeostático seja predominante em ambientes eutróficos, enquanto o comportamento flexível seja predominante em ambientes oligotróficos (Godwin & Cotner 2015b). Para definir o grau de homeostase das comunidades são necessários ensaios controlados que permitam a avaliação da composição de C, N e P bacterianos frente à exposição de uma comunidade a substratos com diferentes razões C:N:P. Este tipo de experimento é realizado em quimiostatos, que representam um método de cultivo de micro-organismos em condições estacionárias de crescimento controlado em um ambiente químico estável. O objetivo desse trabalho foi testar o efeito do grau de produtividade do sistema sobre a variabilidade da estequiometria das bactérias e de seus recursos em lagos tropicais de baixa latitude. Hipóteses: (i) a variabilidade das razões estequiométricas das bactérias e dos seus recursos são menores em um reservatório eutrófico do que em uma lagoa oligotrófica; e (ii) o grau de homeostase das comunidades bacterianas aumenta com o grau de produtividade do sistema. Investigamos primeiramente a variabilidade das razões estequiométricas em dois lagos, um eutrófico (Gargalheiras) e um oligotrófico (Bonfim) sob uma abordagem ambiental, onde foram realizadas medidas mensais da composição química das bactérias e de seu recurso. Sob uma abordagem experimental, foi testado através da manipulação das razões C:P do meio de cultivo em quimiostatos, o grau de homeostase de comunidades bacterianas vindas de 11 lagos distribuídos ao longo de um gradiente de produtividade desde a costa até a região do semi-árido do Rio Grande do Norte. Os resultados mostram que Bonfim tem alta variação na estequiometria das bactérias e de seu recurso; em Gargalheiras, a razão C:N:P das bactérias varia pouco em relação a uma maior variação de seu recurso, isso mostra um indicativo de homeostase nessas comunidades. Para os quimiostatos, as comunidades se mostram homeostáticas até uma razão C:P de aproximadamente 1000:1, com o aumento dessa razão, elas parecem acompanhar seu recurso, se mostrando parte homeostáticas, parte flexíveis, independente do estado trófico do ambiente de onde elas vieram.

A biodiversidade afeta positivamente diversas funções ecossistêmicas. No entanto, os mecanismos pelos quais a biodiversidade afeta os ecossistemas ainda são pouco compreendidos e requerem novos estudos experimentais destinados a identificar seus componentes. Estudos anteriores sugeriram que comunidades de plantas mais diversas podem proporcionar mais estabilidade aos ecossistemas, devido aos efeitos de complementaridade e redundância. A diversidade das espécies de plantas pode atuar em diferentes níveis das propriedades de um ecossistema. Um exemplo claro é o efeito da diversidade de plantas sobre a dinâmica de nutrientes nos ecossistemas terrestres. A diversidade de plants pode alterar as taxas de acúmulo de nutrientes no solo e, também, a carga de nutrientes para os sistemas aquáticos. No entanto, os impactos antrópicos nos ecossistemas têm causado a perda de habitats e, também, de biodiversidade. Tais perdas acabarão por comprometer as funções dos ecossistemas e seus serviços associados, que são vitais para o bem-estar humano. Portanto, o desenvolvimento de projetos de restauração é fundamental para mitigar os impactos antrópicos e para a conservação da biodiversidade. Projetos de restauração oferecem a possibilidade de desenvolver um conhecimento sólido sobre o funcionamento dos ecossistemas diante diferentes tipos de perturbações. Para alcançar esse conhecimento, precisamos realizar experimentos de restauração baseados no conhecimento científico para avaliar a variabilidade, a previsibilidade e a confiabilidade do funcionamento dos ecossistemas restaurados. Neste contexto, esta tese de doutorado é baseada em três experimentos que testaram como a diversidade de plantas e suas características funcionais poderiam influenciar o funcionamento dos ecossistemas restaurados. Os objetivos dessa tese foram: (i) investigar quais espécies de plantas e características funcionais são mais eficientes paraa  retenção de nutrientes no solo, reduzindo assim as perdas por lixiviação e seu consequente impacto nos ecossistemas aquáticos; (ii) testar os efeitos da riqueza de espécies vegetais e da diversidade filogenética para o sucesso da restauração de uma floresta ripária recém restaurada (i.e. o sucesso foi medido como produção de biomassa e sobrevivência das plantas); e (iii) avaliar a influência de uma espécie de planta invasora sobre as dinâmicas de nutrientes no solo e na água do solo em comunidades de pastagem com diferentes níveis de diversidade funcional. Os experimentos realizados para esta tese estão de acordo com estudos recentes que investigam como diferentes medidas de biodiversidade e, também, diferentes fontes de estresse podem afetar o funcionamento dos ecossistemas. Os principais resultados desta tese revelam que (i) apenas uma espécie de planta (Mimosa tenuiflora) influenciou a limpeza da água e a retenção de nutrientes do solo. Além disso, traços funcionais relacionados ao conteúdo de matéria seca da parte aérea (SDMC) e ao teor de água da raiz (RWC) foram mais importantes para o controle de funções ecossistêmicas individuais relacionadas à retenção de água e nutrientes no solo. De outro modo, somente traços funcionais relacionados à produção de biomassa nas plantas afetaram a multifuncionalidade do ecossistema; (ii) o uso de espécies filogeneticamente distantes pode aumentar o sucesso da restauração afetando positivamente a produção de biomassa nas plantas; e (iii) a diversidade funcional das plantas promoveu, parcialmente, a limpeza da água e, também, a fertilidade do solo em pastagens restaurados, mas não impediu a invasão. Espécies invasoras, por sua vez, comprometem a influência da diversidade de plantas nativas na dinâmica de nutrientes no solo, uma vez que afetam negativamente a produção de biomassa das plantas nativas. Esse efeito tem o potencial para criar um feedback positivo para novas invasões. Tais resultados podem servir de suporte para o desenvolvimento de futuros projetos de restauração com ênfase no controle de espécies invasoras e na restauração do funcionamento dos ecossistemas, uma vez que pode indicar quais espécies são mais adequadas para maximizar a fertilidade do solo e, também, a qualidade da água do solo. Por fim, esta tese oferece uma contribuição para o aprofundarmos o entendimento a respeito dos feedbacks entre plantas e solos.

O Bioma Caatinga distribui-se por 826.411 km2 do Nordeste brasileiro e, entre as regiões bioclimaticamente semelhantes é a mais diversa. Embora nos últimos anos tenham ocorrido avanços significativos, a Caatinga permanece como o Bioma brasileiro menos conhecido em termos de sua biodiversidade e estado de conservação de seus remanescentes. O preenchimento dessa lacuna é urgente, uma vez que o Bioma já tem aproximadamente 50% de áreas desmatadas e o restante encontra-se sobre forte pressão por extração de lenha, pecuária, caça, mineração, entre outros. Tais fatos, somados a baixa representatividade da Caatinga em Unidades de Conservação ameaçam o patrimônio biológico do Bioma, tronando urgentes os estudos que guiem e agilizem as ações de conservação. A adoção de estratégias de conservação baseadas nas características estruturais da paisagem tem gerado resultados relevantes capazes de nortear com eficiência e rapidez os levantamentos de campo e as políticas públicas de meio ambiente. Esta tese está organizada em quatro capítulos independentes que têm como objetivo ampliar, principalmente com base em análises da estrutura da paisagem, o conhecimento sobre o estado de conservação e fragmentação do Bioma, permitindo a identificação de estratégias e áreas mais relevantes para a manutenção e recuperação da biota. O primeiro capítulo, intitulado “Caracterização da Fragmentação do Bioma Caatinga”, traz uma análise do tamanho, conectividade funcional e estrutural e efeito de borda de todos os remanescentes de Caatinga, permitindo identificar padrões de fragmentação e oportunidades para a conservação. No segundo capítulo, intitulado “Áreas Prioritárias para a Restauração da Caatinga”, identificamos, com base na conectividade da paisagem e na existência de espécies ameaçadas de extinção, quais bacias hidrográficas deveriam ser, primordialmente, alvos de ações de restauração. O terceiro capítulo, “Distúrbio Crônico Potencial dos Remanescentes de Caatinga”, tem como objetivo trazer à luz informações detalhadas sobre o estado de conservação potencial dos remanescentes de Caatinga, levando em conta a intensidade e distribuição espacial dos vetores de perturbação antrópica ao longo de todo o Bioma. Por fim, no quarto capítulo, “Conservation Planning and Actions in a Megadiverse Country” comparamos a perda de habitat das áreas reconhecidas, nas políticas públicas nacionais, como prioritárias para conservação, uso sustentável e repartição dos benefícios nos Biomas brasileiros, identificando os condicionantes de sucesso dessas políticas e sugerindo um mecanismo que permita a ampliação do sistema de Áreas Protegidas na Caatinga

Lagos em regiões semiáridas são fortemente influenciados pelo regime hidrológico. Longos períodos de estiagem causam reduções drásticas no volume de água e, consequentemente, redução nas suas vazões afluentes e efluentes e mudanças no estado trófico dos lagos. Devido à diminuição da conectividade entre ambientes, nós acreditamos que as comunidades biológicas podem ser afetadas principalmente pelos fatores espaciais durante as estações secas (i. e. limitações da dispersão) e pelos fatores ambientais locais durante os períodos chuvosos. Nas estações secas, as condições locais parecem mais heterogêneas, aumentando a diversidade beta da comunidade. Neste trabalho, nós testamos a hipótese de que os períodos chuvosos podem aumentar a homogeneidade da comunidade planctônica, enquanto que os períodos secos aumentam a diversidade beta. Para tanto, amostras foram coletadas em 40 lagos do estado do Rio Grande do Norte, localizados na Caatinga, uma região semiárida no Brasil. As amostragens foram feitas nos períodos chuvoso e seco (Capítulos um e dois). Adicionalmente, foi realizado estudo de longo-termo de dois lagos (24 meses) para testar os efeitos do aumento da severidade da seca sobre a comunidade zooplanctônica (Capítulo três). Os resultados mostraram que os 40 lagos foram mais dissimilares durante o período seco, com uma maior diversidade beta do plâncton, do que durante o período chuvoso. Variáveis espaciais (i. e. distância geográfica) explicaram mais a variância na comunidade zooplanctônica do que os preditores ambientais locais durante a estação seca. Maior diversidade beta foi observada, principalmente, para organismos planctônicos maiores (i. e. mesozooplâncton) com menor habilidade de dispersão. O monitoramento de longo- termo mostrou que os lagos estudados se tornaram diferentes ao longo do tempo. Apesar do estado eutrófico de ambos os lagos, eles mostraram uma biomassa fitoplanctônica contrastante conforme o período seco se intensificou. Como os resultados dos 40 lagos, o aumento na heterogeneidade ambiental entre os dois lagos ocasionou um aumento na diversidade beta do zooplâncton durante o período seco mesmo com a redução na diversidade alfa em um dos lagos. Concluímos que a diminuição na conectividade entre os lagos durante a estação seca pode ocasionar o aumento da heterogeneidade ambiental e da diversidade beta das comunidades planctônicas.

A distribuição geográfica de uma espécie é uma informação básica essencial para planejamentos de conservação. Esta informação, no entanto, muitas vezes é tendenciosa para algumas regiões ou grupos taxonômicos, de acordo com as facilidades de acesso e características da história natural. A Lontra longicaudis é uma espécie pouco estudada devido ao seu comportamento discreto e a consequente baixa detectabilidade na natureza. Essa situação é agravada na região Nordeste do Brasil, que por muito tempo foi considerada como uma lacuna nos seus mapas de distribuição. Este projeto teve o objetivo de entender como a L. longicaudis está distribuída no Nordeste brasileiro, uma das ações consideradas prioritárias para a sua conservação. Este foi o primeiro estudo com enfoque para a espécie na região, realizado através de uma amostragem padronizada em 17 bacias hidrográficas do Nordeste brasileiro ao Norte do Rio São Francisco, entre os estados de Alagoas e Piauí. Cada bacia hidrográfica foi amostrada em três trechos (alto, médio e baixo curso), sendo em cada trecho percorridos aproximadamente 5km, repetidos ao longo de 4 dias, em busca de indícios de presença da espécie. Isto resultou em um total 726 km, percorridos em 45 trechos de rio amostrados. No primeiro capítulo discutimos a ocorrência da L. longicaudis na Caatinga, bioma semiárido onde existia apenas um registro de ocorrência da espécie relatado na literatura, e que não tem sido considerado como parte da sua distribuição em planejamentos e estratégias de conservação. São apresentados registros históricos e atuais inéditos de ocorrência da L. longicaudis na caatinga, discutidos os fatores que podem estar influenciando sua ocorrência na região, e é proposta a atualização do mapa de distribuição da espécie, com base na confirmação de uma real lacuna na sua distribuição atual. No segundo capítulo nós analisamos os fatores ambientais, climáticos e antrópicos que influenciam no padrão de ocupação e uso do habitat da L. longicaudis nas bacias hidrográficas do Nordeste Brasileiro, utilizando modelos de ocupação e modelos lineares generalizados mistos. A probabilidade de detecção da L. longicaudis na região foi alta e negativamente influenciada pela ordem do rio. A sazonalidade da precipitação foi o principal fator determinante da ocupação da espécie na região, que se apresenta concentrada na subregião das bacias que drenam para o leste, onde a sazonalidade da precipitação é menor, corroborando a ausência previamente relatada da espécie nas bacias totalmente inseridas na Caatinga. Esta variável climática também foi importante para o uso do habitat pela espécie, mais intenso nas áreas com menor sazonalidade, relacionadas à Floresta Atlântica. A Floresta Atlântica nordestina é a porção menos conservada deste bioma. Nesta região as lontras utilizaram mais os rios com menor área de captação de água a montante, que correspondem a tributários menores, que podem oferecer melhores condições ambientais que os rios principais, funcionando como um refúgio para a espécie. Mesmo utilizando refúgios, a intensidade de uso do habitat foi negativamente correlacionada com a porcentagem de remanescentes naturais, uma consequência indireta do estado de degradação das áreas mais utilizadas pela espécie, o que coloca a L. longicaudis em um estado de alerta na região. Para entender como está estruturada a população de lontras do nordeste brasileiro e contribuir com a sua persistência a longo prazo, no terceiro capítulo nós analisamos a diversidade genética e fluxo gênico da espécie na região, através de DNA mitocondrial e da análise de cinco cenários alternativos de dispersão (dist. euclidiana, dist. bacias hidrográficas, alto custo de dispersão por terra, custo de dispersão por terra relacionado à distância ao rio, custo de dispersão por terra relacionado à declividade). Para isto foram analisadas 36 amostras não invasivas (fezes frescas e muco), provenientes de sete bacias hidrográficas. Destas, 17 amplificaram os três segmentos analisados e foram consideradas indivíduos distintos pela localização amostral e composição genética. Estes indivíduos são representativos de 7 haplótipos, dos quais 4 foram identificados pela primeira vez neste estudo. Estimativas de variabilidade genética indicam alta diversidade haplotípica, mas baixa variabilidade nucleotídica. A maior diferenciação genética foi observada em duas amostras do Piauí, geograficamente acima da área de Caatinga onde a ausência da espécie foi confirmada neste estudo, corroborando a existência de uma barreira climática por onde o fluxo gênico pode estar interrompido há mais tempo. Apesar de semiaquáticas, o cenário de dispersão mais correlacionado com a diferenciação genética entre os indivíduos amostrados foi o de alto custo de dispersão por terra, ressaltando grande dependência da espécie ao ambiente aquático. Análises do caminho de menor custo indicam o Rio São Francisco como uma importante rota de dispersão, conectando as bacias costeiras do nordeste brasileiro com as bacias localizadas ao norte da Caatinga, o que ressalta a importância de  conservação da bacia hidrográfica do Rio São Francisco.

A Mata Atlântica no Rio Grande do Norte (RN) pertence à biorregião de Pernambuco e é representada pelas Florestas Estacionais Semidecidual e Decidual, Manguezais e Restinga. Com o objetivo de avaliar o estado de conservação da Mata Atlântica no RN realizamos o mapeamento de remanescentes a partir de imagens de satélite e a abordagem de Ecologia de Paisagens. Avaliamos se há distinção entre os litorais norte e sul do Estado considerando suas diferenças naturais e de uso do solo históricas,  como se dá influência de remanescentes pequenos na cobertura e configuração da paisagem e investigamos a relação entre a configuração da paisagem e a disponibilidade de habitat do bioma para espécies com diferentes capacidades de deslocamento. O percentual da área original do bioma coberta por remanescentes que possuem área a partir de 3 hectares é de 15,60% para o limite oficial do bioma.   89,70% do número total de remanescentes possuem área até 50 hectares. Apenas 6,00% dos remanescentes tem área maior do que 100 hectares, e estes são responsáveis aproximadamente 65% da área remanescente. Os fragmentos com menor área influenciam todas as métricas calculadas. As bacias hidrográficas do litoral sul possuem maior percentual de cobertura com remanescentes, maiores densidades de remanescentes e as áreas dos fragmentos são maiores do que no litoral norte. Constatamos que a disponibilidade de habitat na Mata Atlântica do RN é baixa para todas as capacidades de deslocamento e para todas as bacias hidrográficas, e variou com a capacidade de deslocamento e com a remoção de remanescentes, mas não houve interação entre esses dois fatores. Para as espécies com pequena e média capacidades de deslocamento, a disponibilidade de habitat é influenciada pelas métricas de configuração e composição de paisagem. Para as espécies com grande capacidade de deslocamento a disponibilidade de habitat é influenciada apenas pela métrica percentual de cobertura remanescente. Portanto a influencia da fragmentação na disponibilidade de habitat para áreas com percentual de cobertura médio e baixo (4 a 35%) depende da capacidade de deslocamento da espécie em questão. A Mata Atlântica do Rio Grande do Norte apresenta-se em situação crítica de conservação, com um baixo percentual de área remanescente, um alto nível de fragmentação e com baixa disponibilidade de habitat para todas as capacidades de deslocamento testadas, sendo imprescindíveis para conservação do bioma a manutenção de toda a área remanescente, principalmente dos grandes remanescentes e a restauração de áreas para aumentar o percentual de cobertura e a conectividade da paisagem.