Looking into the Past: The Diversification of Amphibians in the Neotropical Savannas

Aim: Reveal the evolutionary processes that contributed to biotic diversification in the Cerrado savanna using amphibians as a model. Evolutionary patterns were investigated by comparing the phylogeographic and biogeographic history of biome-specific yet widely distributed amphibian species (Chiasmocleis albopunctata, Dendropsophus rubicundulus and Physalaemus nattereri). Location: Cerrado region, central South America. Methods: I sampled thousands of loci randomly distributed throughout the genomes of all three species. I applied phylogenetic, phylogeographic, demographic, and coalescent species delimitation methods to these molecular data, in combination with species distribution modeling for the past, in order to resolve questions of evolutionary history, taxonomic diversity, species boundaries, and test hypotheses that implicate climatic (stable/unstable) and geomorphological events (plateau/valley) in the formation of this diversity. Results: The C. albopuntata species group is distributed in the Bolivian and Brazilian savannas and Chaco and it is comprised of at least tree species C. albopunctata, C. mehelyi, and a composite lineage that includes: C. bicegoi, C. centralis, and C. sp. The Cerrado species C. centralis, D. rubicundulus and P. nattereri were each found to have three distinct, genetic populations widely distributed in the Neotropical savannas. No patterns of genetic differentiation related to geomorphology (plateau vs. valley populations) nor climatic stability in any of the species was observed. The demographic models indicate the presence of migration between populations, demonstrating that there are no important geographic barriers to gene flow. Conclusions: The results highlight the likely influence of the Atlantic Forest as the source for C. albopunctata species group inhabiting the dry open areas of the Neotropical savannas. The further uplift of the Brazilian shield during the Pliocene and Pleistocene was an important event for diversification of C. centralis, D. rubicundulus and P. nattereri, and the isolation by distance also promoted the differentiation among the populations of C. centralis, D. rubicundulus and P. nattereri, in combination with the climatic fluctuations during the Quaternary

Phylogenetic and taxonomic studies in Myrcia DC. sensu lato (Myrtaceae), with emphasis on the Guianensis clade

Orientadores: Renato Goldenberg, Evelyne Jill LucasTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Myrcia s.l. é um grande grupo exclusivamente neotropical (ca. 750 espécies) que inclui em sua circunscrição os tradicionais gêneros Myrcia, Marlierea e Calyptranthes. Estudos filogenéticos recentes baseados em dados moleculares mostram estes três gêneros para- ou polifiléticos em relação uns aos outros e, desta forma, a sinonimização de Marlierea e Calyptranthes sob Myrcia é necessária para o reconhecimento de um grupo monofilético. Mrycia s.l. tem sido dividido em nove clados que servem de base para uma futura classificação sub-genérica formal, e um destes clados é o principal foco dos estudos filogenéticos e taxonômicos apresentados nesta tese. Como base para os estudos filogenéticos, uma lista incluindo 36 possíveis espécies pertencentes ao clado Guianensis foi construída. Destas espécies, 26 foram amostradas. Os estudos filogenéticos foram realizados a partir de sequências de cloroplasto e núcleo obtidas através de técnicas modernas de next-generation sequencing (sequenciamento de nova geração) e também a partir de sequências específicas (ITS, psbA-trnH, trnL-trnF, trnQ-rpl16, ndhF) obtidas por técnicas clássicas de sequenciamento de Sanger, e análises de Máxima Verossimilhança e Bayesiana foram empregadas. As relações específicas dentro do clado Guianensis e as relações entre este e os outros clados de Myrcia s.l. são discutidas em relação aos aspectos geográficos e morfológicos. De acordo com os dados moleculares, sete espécies da lista preliminar não pertencem ao clado Guianensis e uma caracterização morfológica precisa do grupo é apresentada. O grupo é composto por 29 espécies, sendo que 3 destas são novas para a ciência. As características diagnósticas mais importantes são a panícula triangular e simétrica, o hipanto glabro elevado acima do ovário, o disco estaminal glabro e o ovário 3-locular. O grupo tem ampla distribuição, desde o Caribe até o sul do Brasil e Paraguai, com centros de distribuição no Cerrado e Mata Atlântica brasileiros. Baseada nesta delimitação do grupo, uma completa revisão taxonômica e nomenclatural das 29 espécies é apresentada, incluindo descrições, ilustrações, comentários sobre morfologia, afinidades taxonômicas, fenologia, distribuição geográfica e status de conservação, e chave de identificação. Trinta e seis novos sinônimos foram propostos e 95 lectotipficações e cinco neotipificações foram feitas. Por último, uma nova espécie e notas taxonômicas em Myrcia seção Aulomyrcia (clado 9 de Myrcia s.l.) são apresentadas com descrições, ilustrações e comentáriosAbstract: Myrcia s.l. is a large exclusively Neotropical group (ca. 750 species) that includes the traditional genera Myrcia, Marlierea and Calyptranthes. Recent phylogenetic studies based on molecular data have shown these three genera para- or poly-phyletic in respect to each other and, consequently, the synonymization of Marlierea and Calyptranthes under Myrcia is necessary to recognize a monophyletic group. Myrcia s.l. has been divided in nine clades that are the basis for a future formal sub-generic classification, and one of these clades is the main focus of the phylogenetic and taxonomic studies presented herein. As a basis for the phylogenetic studies, a list of 36 species inferred to belong to the Guianensis clade was built. Twenty-six of which were sampled for molecular purposes. The phylogenetic studies were carried out with plastid and nuclear sequences obtained from modern techniques of next-generation sequencing, and also with target DNA sequences (ITS, psbA-trnH, trnL-trnF, trnQ-rpl16, ndhF) obtained from the classical Sanger sequencing. Maximum Likelihood and Bayesian analyses were employed. Specific relationships inside the Guianensis clade and relationships between this and other Myrcia s.l. clades are discussed in light of geography and morphology. According to the molecular data, seven species of the preliminary list do not belong to the Guianensis clade and a precise morphological circumscription is presented for the group. The Guianensis clade comprises 29 species, three of which are new to science. The main diagnostic characters are the symmetrical and triangular panicle, the glabrous hypanthium prolonged beyond the ovary, the glabrous staminal ring and the 3-locular ovary. The group has a wide geographic distribution, from Caribbean to southern Brazil and Paraguay, with distribution centers in the Brazilian Cerrado and Atlantic Forest. Based on the phylogenetic results, a complete taxonomic and nomenclatural revision is presented, including descriptions, illustrations, comments regarding morphology, taxonomic affinities, phenology, geographical distribution and conservation status, and identification key. Thirty-six new synonyms are proposed and 95 lectotypifications and five neotypifications are made. Lastly, a new species and taxonomic notes of Myrcia section Aulomyrcia (clade 9 of Myrcia s.l.) are presentedDoutoradoBiologia VegetalDoutora em Biologia Vegeta

Anatomia foliar e composição de óleos essenciais : aplicações na taxonomia de Eriope Humb. & Bonpl. ex Bentham (Lamiaceae)

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2017.Ervas, subarbustos e arbustos de Eriope fazem parte da flora endêmica dos campos rupestres e ambientes de cerrado do Brasil, e apresenta-se como um gênero brasileiro de Lamiaceae formado por mais de 32 espécies nativas. Foram realizadas coletas de material botânico nos estados da Bahia, Goiás, Minas Gerais, Tocantins e Mato Grosso visando ampliar o número de registros de distribuição das especies. Devido à semelhança morfológica entre alguns taxa e o potencial medicinal foram realizados estudos anatômicos e extração de óleos objetivando dar suporte para futuros trabalhos de investigação filogenética, farmacológica e para a taxonomia do gênero. Nestas expedições, duas novas espécies, Eriope harleyi e Eriope paradise, foram descobertas e publicadas, adicionalmente outras 4 prováveis espécies novas estão em processo de descrição para futuras publicações. Dados da localização geográfica de 36 taxa e correlações com o tipo de habitat são fornecidos. Para o estudo da anatomia foliar, foram utilizadas técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) que viabilizaram a análise comparativa de 60 caracteres que permitiram a montagem de chave dicotômica que contribui para identificação mais precisa de espécies deste gênero, os dados de 12 espécies são inéditos. Devido a produção de óleos essenciais, concentrados nas folhas, foi realizada a análise qualitativa e quantitativa do óleo essencial de nove espécies de Eriope que ocorrem no cerrado brasileiro, 99 componentes foram identificados através da extração por hidrodestilação e análise da composição por cromatografia gasosa associada a espectometria de massas, 60-100% dos componentes pertencem a classe dos sesquiterpenos, análise comparativa e potenciais marcadores químicos para o gênero são discutidos. A análise conjunta das caracteristicas da morfologia externa, da anatomia foliar e da composição química dos óleos essenciais contribuíram para a identificação mais precisa de taxa do gênero e fornecem subsídios para futuros trabalhos de filogenia, ecologia e pesquisas aplicadas envolvendo Eriope e outros gêneros da subtribo Hyptidinae.Herbs, shrubs and small trees of Eriope are part of the endemic flora of campos rupestres and cerrado environments of Brazil, and for this reason its named as a Brazilian genus of Lamiaceae, formed by more than 32 native species. Were maked expeditions to collect botanical material in the Bahia, Goiás, Minas Gerais, Tocantins and Mato Grosso aimed at increasing the number of records of species distribution. Due to the morphological similarity between some taxa and medicinal potential were make leaf anatomy studies and essential oils extractions aimed providing support for future phylogenetic works, pharmacologic and taxonomy of genus. In these expeditions, two new species, Eriope harleyi and Eriope paradise were discovered and published, in addition another 4 probable new species are in process of description for future publications. Data of location geographic of 36 taxa and correlations with habitat are provided. To leaf anatomy study was used protocols of light microscopy and scanning electron microscopy (SEM) that made viable the comparative analysis of 60 characters that allowed the composition of dichotomic key that contributes for more accurate identification of genus species, data of 12 species are original. Due of essential oil production, concentrate in leafs, it was made a qualitative and quantitative analysis of the essential oils of nine species of Eriope that occur in the Brazilian cerrado, 99 compounds were identified through of hydrodistillation and analysis of composition by gas chromatograph associate with mass spectrometry, 60-100% of compounds belong to sesquiterpenes class, comparative analysis and potential chemical markers for the genus are discussed. The aggregate analysis of external morphology characteristics, leaf anatomy and essential oils chemical composition contribute to more precise identification of genus taxa and provided subsidies for future works on phylogeny, ecology and applied research involving Eriope and other genera of the Hyptidinae subtribe

Sistemática de Gratioleae (Plantaginaceae) : redefinindo "Stemodia" L.

Orientador: André Olmos SimõesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Nas últimas três décadas, as Angiospermas sofreram rearranjos drásticos em sua classificação em vários níveis hierárquicos devido à implementação de estudos filogenéticos baseados em dados moleculares na sistemática. Embora uma aparente estabilidade tenha sido alcançada nos níveis de Ordem e Família, as circunscrições genéricas ainda estão longe de serem completamente avaliadas a partir de uma perspectiva filogenética. Gratioleae é uma tribo predominantemente tropical das Plantaginaceae, apresentando alta diversidade morfológica e ecológica. "Stemodia sensu lato" é um dos gêneros mais diversificados e heterogêneos das Gratioleae (Plantaginaceae), sendo tradicionalmente definido pelo cálice com sépalas iguais a subiguais e quatro estames férteis com duas tecas, separadas por um conectivo 2-braquiado, em cada antera. O gênero apresenta distribuição pantropical e abrange ca. 60 espécies. Estudos filogenéticos recentes em Gratioleae indicam que "Stemodia", como atualmente circunscrito, é um gênero polifilético. Neste estudo, investigamos a filogenia de Gratioleae, com ênfase em "Stemodia s.l.", baseada em sequências de três regiões do cpDNA (introns rps16 e trnL e espaçador intergênico trnL-trnF) e um do nrDNA (espaçador ITS1); usamos tanto a parcimônia quanto a inferência bayesiana para reconstruir a filogenia. Testamos o monofiletismo do gênero e seu posicionamento na tribo e, com base nisso, propomos uma nova circunscrição e delimitação morfológica de um grupo monofilético denominado "Stemodia sensu stricto". Como aqui proposto, "Stemodia s.s." engloba 26 espécies e é caracterizado pelo hábito ereto, folhas claramente sésseis com base geralmente auriculada, flores bi-bracteoladas, não-ressupinadas e geralmente curto-pediceladas e concentradas no ápice dos ramos, além do cálice bem dividido em cinco sépalas iguais e do androceu composto por quatro estames férteis com duas tecas iguais e glabras, separadas pelo conectivo 2-braquiado. Além disso, propomos Lapaea como o novo gênero segregado de "Stemodia s.s." para acomodar as espécies do chamado grupo "S. stellata"; descrevemos e ilustramos uma nova espécie notável de flor vermelha, pertencente a este grupo; testamos o monofiletismo do novo gênero descrito e avaliamos suas relações interespecíficas; e apresentamos uma sinopse taxonômica das espécies reconhecidas no novo gênero, fornecendo uma chave de identificação, fotos e notas sobre sua morfologia, distribuição geográfica, habitat, ecologia e estado de conservaçãoAbstract: In the past three decades, the Angiosperms have undergone drastic rearrangements in their classification at various hierarchic levels due to the implementation of phylogenetic studies based on molecular. Although an apparent stability has been achieved at Ordinal and Familial levels, generic circumscriptions are still far from being completely assessed from a phylogenetic perspective. Gratioleae is a mainly tropical tribe of Plantaginaceae presenting high morphological and ecological diversity. "Stemodia sensu lato" is one of the most diverse and heterogeneous genera in Gratioleae, being traditionally defined by the calyx with equal to subequal sepals and four fertile stamens with two thecae, separated by a 2-brachiate connective, in each anther. It has pantropical distribution and encompasses ca. 60 species. Recent phylogenetic studies in Gratioleae indicate that "Stemodia", as traditionally circumscribed, is a polyphyletic genus. In this study, we investigate the phylogeny of Gratioleae with emphasis on "Stemodia s.l." based on sequences of three regions from cpDNA (rps16, and trnL introns and the trnL-trnF intergenic spacer) and one from nrDNA (ITS1 spacer); we used both parsimony and Bayesian inference to reconstruct the phylogeny. We tested the monophyly of the genus and its placement within the tribe and, based on that, proposed a new circumscription and morphological delimitation of a monophyletic group here called "Stemodia sensu stricto". As herein proposed, "Stemodia s.s." encompasses 26 species and is characterized by the erect habit, clearly sessile leaves with usually clasping base, bi-bracteolate, non-ressupinate and usually short-pedicellate flowers that are often concentrated at the apex of flowering branches, in addition to the calyx well-divided into five equal sepals and the androecium composed of four fertile stamens with two equal and glabrous thecae, separated by a 2-brachiate connective, in each anther. Furthermore, we propose Lapaea as new genus segregated from "Stemodia s.s." to accommodate species of the called "S. stellata" group; describe and illustrate a remarkable red-flowered new species, belonging to this group, based on morphological and micromorphological evidence; test the monophyly of the herein described new genus and assess its interspecific relationships; and present a synoptic revision of the species recognized in the new genus, providing an identification key, photos, and notes on their morphology, geographic distribution, habitat, ecology and conservation statusDoutoradoBiologia VegetalDoutor em Biologia Vegetal140345/2017-5CNP

Aportes ao conhecimento da flora e diversidade do bioma cerrado do Brasil e da Bolívia

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2011.O presente trabalho estudou e identificou os padrões de esforços de coleta, riqueza e endemismo florístico atuais do bioma Cerrado boliviano e brasileiro. Para este fim, foi elaborado um banco de dados baseados em 15 táxons de angiospermas utilizados como representantes da flora do bioma Cerrado. O banco de dados foi composto de 18.920 registros, pertencentes a 12 famílias, 61 gêneros e 1.211 espécies. Os resultados indicaram a existência de uma alta correlação entre o número de coleta e número de espécies, indicando que ao menos 90 % do Cerrado têm uma baixa intensidade de amostragem, sendo as áreas com maior riqueza de espécies as que possuem a maior intensidade de amostragem. Baseados na intensidade de amostragem foram identificados três principais centros de riqueza e endemismo florístico que estão localizados no Brasil, Distrito Federal (+ entorno), Chapada dos Veadeiros (Goiás), e a região Sul da Cadeia do Espinhaço (Minas Gerais). Estes três centros de riqueza de espécies e endemismo apresentam na atualidade uma alta pressão antrópica. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACTThis study examined and identified patterns of collection efforts, floristic richness and endemism of the current Bolivian and Brazilian Cerrado. To this end, we constructed a database based on 15 taxa’s of flowering plants used as representatives of the flora of the Cerrado biome. The database is about 18.920 records, of 12 families, 61 genera and 1.211 species. The results indicated that there is a high correlation between the number of collection and number of species, indicating at least 90 % of the Cerrado has a low sampling rate, and the areas richest in species that have the highest sampling rate. Based on the sampling intensity we identified three main centers of floristic richness and endemism, that are located in Brazil, Distrito Federal (+ surroundings), Chapada dos Veadeiros (Goiás), and the region south of the Cadeia Espinhaço (Minas Gerais). On the other hand, these three centers of species richness and endemism have today a high human pressure

Comunidades de anuros tropicais em paisagens agrícolas: uma abordagem integrada

Doutoramento em Biologia e Ecologia das Alterações Globais (Especialização em Ecologia e Biologia Tropical)Anthropogenic activities such as agriculture and cattle farming are the main causes of biodiversity loss. Agricultural expansion is especially detrimental in the tropics, where agricultural investment meets important social and economic demands, and biodiversity is especially high and unique. Rice is the world’s most important food crop. Given its nature, location and extension worldwide, irrigated rice fields are invariably used by the native fauna. Determining how communities living in these agroecosystems are shaped is therefore of the utmost concern. The Cerrado, the world’s largest and most diverse savanna is experiencing extreme anthropogenic pressure, with 50% of the biome currently under direct human use. Amphibians are among the world’s most threatened vertebrates, playing keystone roles in ecosystem functioning. Given the inherent complexity of their life cycle, approaching how amphibian populations are affected by anthropogenic activities requires an integrated, multidimensional approach, at multiple scales. This project sought to assess how the anuran community of the Cerrado is being affected by agricultural pressure, assessing the extinction risk, analyzing the selected traits, and variation in taxonomic, phylogenetic and functional diversity at different scales, as well as the functional connectivity of frogs in rice crops. The official extinction risk is underestimated for the anurans of the Cerrado. Breeding site, habitat specialization, and clutch size are predictors of increased extinction risk. The southwest and central regions of the biome are the main hotspots of increased extinction risk, and should be prioritized for conservation. Habitat conversion and crop management caused profound changes to the anuran community, causing increased functional divergence and dramatic loss of functional and phylogenetic diversity in agricultural environments. Anurans with restricted range, habitat specialization, small clutches and large body size were excluded from agricultural environments. Additionally, frogs from agricultural environments had lower body condition. Thus, the conversion of natural vegetation to rice crops results in such environmental stress, that large subsets of species are driven to local extinction irrespective of their specialization, and even the more resilient species exhibit lower body condition. The presence of abundant forest fragments and water bodies is crucial for the maintenance of high levels of functional and phylogenetic diversity, and also to ensure functional connectivity for anuran populations in agricultural landscapes.Atividades antrópicas como a agricultura e a pecuária são as principais causas da perda de biodiversidade. A expansão agrícola é especialmente nociva nos trópicos, onde o investimento agrícola responde a importantes demandas sociais e económicas, e a biodiversidade é especialmente alta e única. O arroz é a cultura alimentar mais importante do mundo. Dada a sua natureza, localização e extensão a nível global, os campos de arroz irrigado são invariavelmente utilizado pela fauna nativas. Determinar como as comunidades que vivem nesses agroecossistemas são afectadas é, portanto, de extrema importância. O Cerrado, a maior e mais diversa savana do planeta, encontra-se sob extrema pressão antropogénica, com 50% do bioma atualmente sob uso humano direto. Os anfíbios estão entre os vertebrados mais ameaçados do planeta, desempenhando papéis de destaque no funcionamento dos ecossistemas. Como o seu ciclo de vida é particularmente complexo, investigar a forma como as populações de anfíbios são afectadas por atividades antropogénicas requer uma abordagem integrada e multidimensional, a várias escalas. Com este projecto pretendeu-se avaliar a forma como a comunidade de anuros do Cerrado está a ser afetada pela pressão agrícola, avaliando o risco de extinção, analisando os traits selecionados, e a variação na diversidade taxonómica, filogenética e funcional em diferentes escalas, bem como a conectividade funcional dos anuros em culturas de arroz. Determinou-se que o risco de extinção de risco oficial dos anfíbios do Cerrado se encontra subestimado. O local de reprodução, habitat e tamanho da postura são preditores de elevado risco de extinção em anuros. O sudoeste e região central do bioma são as principais regiões de espécies de alto risco de extinção, e devem ser priorizados para a conservação. Concluiu-se também que a conversão do habitat e a gestão agrícola causaram profundas alterações na comunidade de anuros, com o aumento da divergência funcional e dramática perda de diversidade funcional e filogenética em ambientes agrícolas. Anuros com distribuição restrita, especialização de habitat, posturas pequenas e grande tamanho corporal foram excluídos dos ambientes agrícolas. Adicionalmente, anuros provenientes de culturas apresentaram menor condição corporal. Assim, a conversão de vegetação natural em plantações de arroz irrigado resulta na extinção local de muitas espécies, independentemente da sua especialização, e no decréscimo dos índices de condição corporal nas espécies mais resistentes. A presença de abundantes fragmentos florestais e de corpos de água é determinante para a manutenção de níveis elevados de diversidade funcional e filogenética, e ainda para assegurar a conectividade funcional para as populações de anuros em paisagens agrícolas

Biodiversidade e conservação da herpetofauna do médio-Araguaia

Doutoramento em BiologiaA conservação da biodiversidade nunca foi uma assunto tão popular como nas últimas décadas, mas esta popularidade crescente é devida à pior das razões: o passo acelerado da extinção de espécies e habitats. Os ecossistemas tropicais são, ao mesmo tempo, os mais diversos e os mais ameaçados, em parte porque muitos países destas regiões emergem ainda de situações de instabilidade social, económica e política. O Brasil é o maior país Neotropical, onde se encontram alguns dos biomas com maior diversidade e mais ameaçados do planeta. Actualmente, é também um país líder ao nível da planificação e implementação de medidas de conservação da biodiversidade. Vários dos biomas tropicais mais diversos e ameaçados encontram-se em território brasileiro. Dois destes biomas, a Amazónia e o Cerrado, convergem numa região ecotonal sujeita a uma elevada pressão humana, conhecida como o arco do desmatamento. O Araguaia, um dos maiores rios do Brasil, corre ao longo desta paisagem e os efeitos do desmatamento são já evidentes em toda a sua bacia. Por causa do acelerado ritmo de degradação deste ecossistema, torna-se urgente obter uma imagem clara da biodiversidade regional e compreender como e se a estratégia de conservação para esta região é capaz de lidar com as correntes ameaças e alcançar o seu objectivo a longo prazo: conservar a biota regional. Tendo a herpetofauna como grupo-alvo, os nossos objectivos principais foram: aumentar o conhecimento das comunidades de anfíbios e répteis squamata da região do curso médio do Rio Araguaia; compreender a importância deste rio nos padrões intraespecíficos de estrutura e diversidade genética para diferentes espécies com diferentes características ecológicas; avaliar o potencial de diferentes metodologias para o estudo e monitorização da herpetofauna regional. Os nossos resultados revelam que a amostragem continuada e o uso de diferentes técnicas são essenciais para a obtenção de uma imagem precisa da diversidade da herpetofauna local. As comunidades locais de anfíbios e lagartos apresentaram maior riqueza específica na Área de Protecção Ambiental Bananal/Cantão (APABC), uma área tampão, do no Parque Estadual do Cantão (PEC), uma área de conservação estrita. A APABC é caracterizada por uma maior heterogeneidade de habitats e os nosso resultados corroboram a teoria da heterogeneidade espacial e resultados recentes que revelam uma maior diversidade de lagartos nas zonas interfluviais do Cerrado, do que nas matas de galeria. Os resultados aqui apresentados não corroboram a hipótese de que os ecótonos apresentam maior diversidade do que os biomas em redor. Os nossos resultados revelaram ainda que o Rio Araguaia afecta de forma diferente a estrutura genética de várias espécies de anfíbios e lagartos. Estas diferenças poderão estar relacionadas com a ecologia das espécies, nomeadamente com o uso de diferentes habitats, a vagilidade, ou a estratégia alimentar. Sugerimos que a gestão integração de diferentes unidades de conservação, com diferentes estatutos, podem ajudar a preservar melhor a biota regional.Biodiversity conservation has never been such a popular matter as in the last decades, but this increasing popularity is due to the worst reason: the fast pace of extinction of species and habitats. Tropical ecosystems are both the most diverse and most threatened, in part because many countries from these regions are now emerging from decades of social, economic and political instability. Brazil is the largest country in the Neotropics and one of the world’s megadiverse countries. Nowadays, it is also a leading country in terms of planning and implementing biodiversity conservation measures. Brazil harbors several of the most diverse and threatened tropical biomes. Two of them, Amazonia and Cerrado, converge in an ecotonal region subjected to high human pressure, known as the deforestation arc. Araguaia, one of the largest Brazilian rivers, runs along this landscape and the effects of deforestation are already evident throughout its basin. Because of the fast pace of degradation in this ecosystem, it becomes urgent to get a clear picture of the regional biodiversity and understand how and if the conservation strategy for the region is able to cope with the current threats and accomplish its long-term objectives of preserving the regional biota. Having herpetofauna as the target group, our main goals are: to improve the knowledge on the amphibian and lizard assemblages in the region of the middle Araguaia River; to understand the intra-specific patterns of genetic structure and diversity for different species with different ecological features; to assess the potential of different methodologies for the study and monitoring of the regional herpetofauna. Our results revealed that continued sampling and the use of several techniques are essential to achieve an accurate picture of the diversity of the local herpetofauna. The local lizard and amphibian assemblages presented higher species richness in the Área de Protecção Ambiental do Bananal/Cantão (APABC), a buffer area, than in Parque Estadual do Cantão (PEC), a strict conservation area. APABC is characterized by an higher habitat heterogeneity and our results corroborate the theory of spatial heterogeneity, as well as the conclusions of recent studies that reveal a higher diversity of lizards in the interfluvial áreas of Cerrado, than in gallery forest. The results here presented do not corroborate the hypothesis that ecotones present greater diversity than the surrounding areas. Our results also reveal that River Araguaia differently affects the genetic structure of several species of amphibians and lizards. These differences might be related with species ecology, namely with the use of different habitats, vagility or feeding strategy. We suggest that integrated management of different conservation units, with different conservation statuses might help to better preserve the regional biota.FCT - SFRH/BD/23191/200

Estudo taxonômico e filogenético de Rhynchospora vahl (CYPERACEAE) sect. tenues

O gênero Rhynchospora Vahl apresenta atualmente cerca de 400 espécies com concentração na América tropical. As espécies de Rhynchospora caracterizam-se principalmente pelas espiguetas com glumas dispostas espiraladamente, frutos do tipo aquênio, o qual é geralmente obovado e dorsiventralmente lenticular, com estilopódio persistente, e geralmente apresentam cerdas hipóginas. Quanto à classificação infragenérica, o trabalho mais completo e utilizado até hoje é o de Kükenthal, que divide Rhynchospora em dois subgêneros, cinco partes e 28 seções. Thomas et al. e Buddenhagen et al. realizaram estudos moleculares preliminares para testar a classificação infragenérica de Kükenthal. Os resultados mostram que, com algumas exceções, as seções testadas parecem ser monofiléticas. Como as seções Laevinuces, Luzuliformes, Spermodontes e Tenues, que fazem parte do grupo Psilocaryae, e ainda não foram mais profundamente estudadas e também foram subamostradas nos estudos moleculares anteriores, resolveu-se fazer uma análise taxonômica clássica, juntamente com uma análise filogenética combinada utilizando os marcadores nucleares ETS e ITS, e o marcador plastidial trnL-F para tentar resolver a classificação deste grupo. Os resultados mostraram que as seções Laevinuces, Spermodontes e Tenues não são monofiléticas, mas juntas formam um clado muito bem suportado, desta forma todas foram sinonimizadas em seção Tenues. Essa seção agora envolve 43 espécies no total, sendo 24 espécies aceitas mais 19 espécies novas. Através do conhecimento adquirido em campo, de referências bibliográficas, uma vasta revisão de herbário, esta tese apresenta uma nova chave para a seção Tenues, descrições e fotos de material de herbário, fotos de aquênios, e informação sobre hábitat e distribuição de todas as espécies. Cinco neótipos e quatorze lectótipos foram designados, bem como nove novas sinonimizações também foram feitas.The genus Rhynchospora Vahl comprises nearly 400 species with highest diversity in tropical America. Rhynchospora species are mainly characterized by having spikelets with spirally arranged glumes, fruits of the achene type, which is generally obovate and dorsiventrally lenticular, with persistent stylopodium, and with hypogynous bristles generally present. Regarding the infrageneric classification, the most complete and cited work is that of Kükenthal, which divides Rhynchospora into two subgenres, five parts and 28 sections. Thomas et al. and Buddenhagen et al. carried out preliminary studies to test Kükenthal’s classification. The results showed that, with some exceptions, the sections appear to be monophyletic. Since sections Laevinuces, Luzuliformes, Spermodontes and Tenues are part of the Psilocaryas group, and have not yet been further studied and also subsampled in the former molecular studies, we decided to perform a classical taxonomic analysis, along with a combined phylogenetic analysis using the nuclear markers ETS and ITS, and the plastidial marker trnL-F to try to solve the issues of this group. Results showed that Laevinuces, Spermodontes and Tenues are not monophyletic but, grouped together, forming a well-supported clade, Rhynchospora sect. Tenues. Sect. Luzuliformes is monophyletic but not a sister clade of Tenues. Rhynchospora sect. Tenues now includes 43 species, 24 accepted species plus 19 new ones. With knowledge obtained in the field, from the literature and vast herbaria reviewed, this paper presents a new key for sect. Tenues, full descriptions along with pictures of herbarium collections, photos of achenes, and information about habitat and distribution. Five neotypes and fourteen lectotypes were designated, and nine new synonymizations were also done

Estudos sistemáticos em Bredemeyera Willd

Orientador: Prof. Dr. José Floriano Barêa PastoreCoorientador: Prof. Dr. Renato GoldenbergDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 10/08/2018Inclui referênciasResumo: Bredemeyera Willd. é um dos 27 gêneros da família Polygalaceae (ca. de 1.200 espécies). O gênero Bredemeyera s.str., como aqui delimitado, é reconhecido com 13 espécies e distribuição neotropical, desde o México até o nordeste do Paraguai. Este gênero ocorre em todas as regiões do Brasil, exceto no extremo sul do país, ou seja, nos Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul. O gênero é aqui reconhecido pelas seguintes características morfológicas: lianas lenhosas a pequenos arbustos, com flores com cinco sépalas, sendo três externas e duas internas petalóides; a corola é formada por 5 pétalas duas laterais, a carena, e duas pelas rudimentares; os frutos são cápsulas loculicidas e a sementes apresentam um arilo pequeno do qual partem longos tricomas que ultrapassam o comprimento da própria semente. Esta dissertação é apresentada em três capítulos: o primeiro é uma revisão taxonômica do gênero Bredemeyera s.str., o segundo capítulo apresenta duas novas espécies, B. atlantica M.Mota & J.F.B.Pastore e B. petiolata M.Mota & J.F.B.Pastore (artigo publicado em 2018 na revista Phytotaxa) e por fim, o terceiro capítulo, que trata da delimitação do gênero Bredemeyera, incluindo a segregação do gênero monotípico Ramphopetalum J.F.B.Pastore & Mota e o reestabelecimento dos gêneros Hualania Phil. e Monrosia Grondona (em processo de revisão na revista Taxon). Palavras chave: Neotrópicos, sistemática, Fabales, filogenia molecular, espécie nova.Abstract: Bredemeyera Willd. is one of the 27 genera in the family Polygalaceae (ca. 1,200 species). The genus Bredemeyera s.str., as delimited here, is recognized with 13 species and neotropical distribution, from Mexico to northeast Paraguay. This genus occurs in all regions of Brazil, except the extreme south, in the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul. This genus is here recognized by the following morphological features: woody lianas to small shrubs, flowers with five sepals, being three external and two internal, petaloid (wings); the corolla has five petals, being two lateral, the keel, and two rudimentary ones; the fruits are loculicidal capsules with small aryled seed, and the aryl has long trichomes, which are longer than the seed itself. The present thesis comprises three chapters: 1. Taxonomic revision of the genus Bredemeyera s.str.; 2. Two new species, B. atlantica M.Mota & J.F.B.Pastore and B. petiolata M.Mota & J.F.B.Pastore (article published in 2018 in Phytotaxa ); 3. Generic delimitation of Bredemeyera, including the segregation of the monotypic genus Ramphopetalum J.F.B.Pastore & Mota and the reestablishment of the genera Hualania Phil. and Monrosia Grondona (under review in Taxon). Key words: Neotropical, systematic, Fabales, molecular phylogeny, new species

A study of molecular responses to abiotic and biotic stresses in Arachis

Em seu ambiente natural, as plantas são expostas a uma série de estresses abióticos e bióticos. Entre eles, a seca é um grande obstáculo à agricultura e, em associação com patógenos e pragas, pode causar prejuízos de até US$38 bilhões de 2005 a 2015, e comprometer a segurança alimentar. Com as mudanças climáticas e aquecimento global, esse cenário tende a agravar-se, aumentando a ocorrência de secas, a amplitude da gama de hospedeiros e virulência de agentes patogênicos. O estudo da resposta molecular à estresses individuais em diferentes plantas assim como a resposta a estresses combinados, constitui um grande avanço, para a compreensão de possíveis trade-offs entre tolerância e suscetibilidade à estresses abióticos e bióticos, quanto o desenvolvimento de cultivares mais resistentes. Visando um melhor entendimento da resposta moleculares de plantas, o presente estudo empregou diferentes ferramentas, como genômica comparativa e transcritomas. O uso dessas ferramentas visou a identificação de genes comumente regulados por diferentes estresses. No capítulo I, o transcritoma de quatro diferentes espécies de plantas (Arachis stenosperma, Coffea arabica, Glycine max e Oryza glaberrima) inoculadas com nematoides das galhas (Meloidogyne spp.) foram analisados e combinados com dados de genômica comparativa gerados a partir do proteoma de 22 espécies de plantas. No total, 17 famílias de proteínas ortólogas são comumente reguladas pela inoculação de nematoides das galhas, representando ao todo 364 proteínas. A anotação funcional desses ortogrupos indicou que a maioria dessas proteínas está associada à parede celular, receptores quinases e a estresse, e tendo uma única família de fatores de transcrição representada, ERF a qual desempenha um papel fundamental na resposta de defesa da planta. No Capítulo II, a análise do transcritoma de Arachis stenosperma submetido à combinação de dois estresses, seca e inoculação por nematoides das galhas, foi realizada. Diversos genes de resistência a estresses combinados foram identificados sendo que uma resposta transcricional distinta foi observada quando da imposição de estresses combinados, quando comparada a estresses individuais. Apenas 14 genes foram encontrados em comum entre a seca, inoculação por nematoides e estresses combinados e 209 genes foram exclusivamente regulados no tratamento combinado. Este resultado demonstra que uma reprogramação molecular única é empregada pela planta sob múltiplos estresses, o que não pode ser previsto pela análise de cada estresse aplicado individualmente. A análise de genômica comparativa e a análise de estresse combinado realizadas no presente estudo permitiram a identificação de famílias de genes essenciais à resistência / tolerância de plantas. A família das expansinas, a qual foi modulada durante a seca, infecção por RKN e UV, revelando uma importante família de genes em resposta a múltiplos estresses e em espécies distintas; e um gene de desidrina, cuja superexpressão em Arabidopsis revelou um importante trade-off entre estresses abióticos e bióticos.In their natural environment plants are exposed to a range of abiotic and biotic stresses. Among them, drought is a major constraint to agriculture and, in association with pathogen and pests, can cause losses of up to$38 billion from 2005 to 2015 and compromise food security. With the advent of climate change and global warming, this scenario tends to become worse, with an increase in drought occurrence and pathogen`s host range and virulence. Breeding programs are doing great efforts to find solutions to improve multiple stress resistance in plants, however, the trade-offs between abiotic stress tolerance and biotic stress susceptibility have hardly been investigated. Here, a comparative genomics study was conducted, which has the potential to identify putative evolutionarily conserved genes involved in universal defense mechanisms, to identify genes regulated in common by Meloidogyne spp infection in four plant species (Arachis stenosperma, Coffea arabica, Glycine max, and Oryza glaberrima). In total, 17 orthologs protein families which respond to the inoculation of RKN in the four species, comprising a total of 364 proteins. The functional annotation of these orthogroups indicated that the majority of these genes are associated with the cell wall, receptor kinases and stress related, with the transcription factor ERF playing a pivotal role in these defense responses. A number of multiple-stress resistant genes was identified by analyzing the transcriptome of a resistant wild Arachis species, A. stenosperma, under the combination of RKN and drought imposition. An overall distinct transcriptional response was observed for the combinatory stress imposition when compared to each individual stress, with only 14 genes found in common among drought, nematode infection and combined stresses and 209 exclusively regulated genes within the combined treatment. This result demonstrates that a unique molecular reprogramming is employed by the plant under multiple stresses, which cannot be predicted by the analysis of each individual stress alone. The comparative genomics and the cross-stress analysis conducted in this study enabled the identification of genes families which are essential to plant resistance/tolerance. The gene family of the expansins which was modulated during drought, RKN infection and UV, disclosing an important gene family in response to multiple stresses and across species; and a dehydrin gene, 13 which overexpression in Arabidopsis revealed an important trade-off between abiotic and biotic stresses