OS ISÓPODOS TERRESTRES SÃO BOAS FERRAMENTAS PARA MONITORAR E RESTAURAR ÁREAS IMPACTADAS POR METAIS PESADOS NO BRASIL?

Restoration Ecology aims at the restoration of degraded environments and seeks an integrated management of its resources. It has been considered as a long-term solution, not only to reconstitute the original landscape, but also to give back functionality to these enviromnments. Using tools as phytoremediation, Restoration Ecology aims to decrease or eliminate the negative effects of contaminants in polluted areas. To be effective, restoration projects need both short-term and long-term biomonitoring, and for that matter the knowledge on bioindicator organisms is required. Terrestrial isopods are macroinvertebrate detritivores that can bioaccumulate large quantities of heavy metals. They have been long used as models in the terrestrial ecotoxicology and therefore have a great potential to be employed as biomonitors during the phytoremediation of polluted lands. In Brazil, knowledge on the species' biology, ecology and distribution is still very incipient, nonetheless it is possible to identify two species with potential to be used as biomonitors. Atlantoscia floridana (Philosciidae) and Balloniscus sellowii (Balloniscidae) are Neotropical species with large geographical distribution in Brazil and show an enhanced capacity to colonize degraded lands. In the future, with a better knowledge on these species' physiology, the combination of phytoremediation and terrestrial isopods as biomonitors may enhance the ecological restoration of lands contaminated by heavy metals. La Ecología de Restauración es una disciplina que estudia la restauración de ecosistemas degradados y busca un manejo integrado de sus recursos. Es considerada una promisoria solución a largo plazo para reconstituir el paisaje y devolver la funcionalidad de estos ambientes. A través de herramientas como la fitorremediación, la Ecología de Restauración busca también atenuar o eliminar los efectos negativos de contaminantes en las áreas afectadas. Por su carácter aplicado y experimental, las iniciativas de restauración necesitan un biomonitoreo de corto y largo plazo y por lo tanto es indispensable un profundo conocimiento sobre organismos bioindicadores. Los isópodos terrestres, son macroinvertebrados detritívoros abundantes y pueden bioacumular grandes cantidades de metales pesados, por estas características, son ampliamente utilizados como bioindicadores en la fitorremediación de áreas contaminadas. En Brasil, el conocimiento actual sobre biología, ecología y distribución de especies nativas es aún incipiente, pero es posible identificar dos especies con gran potencial para ser utilizadas como bioindicadores. Atlantoscia floridana (Philosciidae) y Balloniscus sellowii (Balloniscidae) presentan una amplia distribución geográfica en Brasil y poseen buena capacidad de colonización de hábitats alterados. En el futuro, a partir de un mayor conocimiento sobre la fisiología de ambas especies, el uso conjunto de la fitorremediación y de isópodos terrestres como biomonitores puede incrementar el éxito de proyectos de restauración ecológica en áreas contaminadas por metales pesados.A Ecologia da Restauração é uma disciplina que estuda a restauração de ecossistemas degradados e busca um manejo integrado de seus recursos. Ela tem se destacado como promissora solução em longo prazo para reconstituir a paisagem e devolver a funcionalidade desses ambientes. Através de ferramentas como a fitorremediação, a Ecologia da Restauração busca também amenizar ou eliminar os efeitos negativos de contaminantes em áreas poluídas. Pelo seu caráter aplicado e experimental, as iniciativas de restauração necessitam de um biomonitoramento de curto e longo prazo e para tanto é indispensável o conhecimento sobre organismos bioindicadores. Por serem macroinvertebrados detritívoros abundantes e que podem bioacumular grandes quantidades de metais pesados, os isópodos terrestres são amplamente utilizados como modelos em ecotoxicologia terrestre e portanto têm grande potencial para utilização como biomonitores na fitoremediação de áreas contaminadas. No Brasil, o conhecimento atual sobre biologia, ecologia e distribuição de espécies nativas é ainda muito incipiente, mas permite indicar duas espécies com grande potencial para serem utilizadas como bioindicadoras. Atlantoscia floridana (Philosciidae) e Balloniscus sellowii (Balloniscidae) apresentam ampla distribuição geográfica no Brasil e possuem boa capacidade de colonização de hábitats alterados. No futuro, com um maior conhecimento sobre a fisiologia dessas duas espécies, o uso aliado da fitorremediação e de isópodos terrestres como biomonitores pode aumentar o sucesso dos projetos de restauração ecológica em áreas contaminadas por metais pesados

Curva de crescimento de Balloniscus glaber Araujo & Zardo, 1995 (Crustacea, Isopoda, Oniscidea) no Parque Estadual de Itapuã, Viamão, RS

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Marsupial extension in terrestrial isopods (Crustacea, Isopoda, Oniscidea)

In Oniscidea, the marsupium is a ventral pouch where the offspring develop independently of an external water source. The marsupium is formed by five pairs of overlapping oostegites that develop in the females during their reproductive period. In this study, ovigerous females of 35 species were dissected, their oostegites were extracted, and the intra-marsupial offspring were counted. Two marsupium forms were recognized: distended, in which the oostegites protrude distally in relation to the sternites; and non-distended, in which the oostegites are parallel to the sixth and seventh sternites. Armadillidium nasatum, A. vulgare, Pudeoniscus birabeni, Circoniscus gaigei and Cubaris murina, conglobating species with a non-distended marsupium, and Neotroponiscus daguerri and N. carolii, non-conglobating species with a distended marsupium, have a concavity on the ventral floor of the 6th and 7th pereionites, here called the marsupial extension. This is the first record of a marsupial extension which extends beyond the area formed by the oostegites in Oniscidea

Utopia em busca de possibilidade: abordagens interdisciplinares no ensino das Ciências da Natureza

Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA)Os capítulos deste livro foram apresentados sob a forma de palestras e oficinas convidadas ou comunicações orais selecionadas entre os trabalhos inscritos para apresentação em painéis no Seminário Latino-Americano sobre Interdisciplinaridade no Ensino de Ciências da Natureza, realizado na Universidade Federal da Integração Latino-Americana (Unila), em Foz do Iguaçu, de 8 a 11 de dezembro de 2010, com apoio financeiro da própria Unila, da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (Capes) e da Itaipu Binacional.Esta obra foi financiada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (Capes), Itaipu Binacional e Universidade Federal da Integração Latino-Americana

Comparative analysis of shell occupation by two southern populations of the hermit crab Loxopagurus loxochelis (Decapoda, Diogenidae)

The present study aimed to comparatively verify the relation between the hermit crabs and the shells they use in two populations of Loxopagurus loxochelis. Samples were collected monthly from July 2002 to June 2003, at Caraguatatuba and Ubatuba Bay, Sao Paulo, Brazil. The animals sampled had their sex identified, were weighed and measured; their shells were identified, measured and weighed, and their internal volume determined. To relate the hermit crab's characteristics and the shells' variables, principal component analysis (PCA) and a regression tree were used. According to the PCA analysis, the three gastropod shells most frequently used by L. loxochelis varied in size. The regression tree successfully explained the relationship between the hermit crab's characteristics and the internal volume of the inhabited shell. It can be inferred that the relationship between the morphometry of an individual hermit crab and its shell is not straightforward and it is impossible to explain only on the basis of direct correlations between the body's and the shell's attributes. Several factors (such as the morphometry and the availability of the shell, environmental conditions and inter- and intraspecific competition) interact and seem to be taken into consideration by the hermit crabs when they choose a shell, resulting in the diversified pattern of shell occupancy shown here and elsewhere.CAPESCAPESFAPESP Programa BiotaFAPESP - Programa Biota [Proc. 98/07090-3]CNPq [471794/2006-6, 473050/2007-2, 301350/2007-5]CNP

Comparative analysis of shell occupation by two southern populations of the hermit crab Loxopagurus loxochelis (Decapoda, Diogenidae)

The present study aimed to comparatively verify the relation between the hermit crabs and the shells they use in two populations of Loxopagurus loxochelis. Samples were collected monthly from July 2002 to June 2003, at Caraguatatuba and Ubatuba Bay, São Paulo, Brazil. The animals sampled had their sex identified, were weighed and measured; their shells were identified, measured and weighed, and their internal volume determined. To relate the hermit crab's characteristics and the shells' variables, principal component analysis (PCA) and a regression tree were used. According to the PCA analysis, the three gastropod shells most frequently used by L. loxochelis varied in size. The regression tree successfully explained the relationship between the hermit crab's characteristics and the internal volume of the inhabited shell. It can be inferred that the relationship between the morphometry of an individual hermit crab and its shell is not straightforward and it is impossible to explain only on the basis of direct correlations between the body's and the shell's attributes. Several factors (such as the morphometry and the availability of the shell, environmental conditions and inter- and intraspecific competition) interact and seem to be taken into consideration by the hermit crabs when they choose a shell, resulting in the diversified pattern of shell occupancy shown here and elsewhere

Ecologia da comunidade de parasitóides de Schismatodiplosis lantanae (Cecidomyiidae), galhador sobre Lantana camara no Morro Santana, Porto Alegre, RS

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Ecologia populacional, estratégias reprodutivas e uso de recursos por isópodos terrestres neotropicais (Crustacea, isopoda)

Os isópodos terrestres (Crustacea, Oniscidea) apresentam adaptações únicas à vida terrestre, tanto fisiológicas quanto morfológicas e comportamentais. Habitam uma grande variedade de ambientes e são facilmente capturados e mantidos em laboratório, constituindo assim um ótimo modelo para investigações que contribuam para um melhor entendimento da ecologia de solo. Apesar de sua grande importância para o funcionamento dos ecossistemas através da detritivoria e da posição chave que ocupam nas teias tróficas, pouco se sabe sobre a ecologia dos oniscídeos Neotropicais. Neste estudo, foram conduzidos estudos comparativos, relativos à ecologia populacional, estratégias reprodutivas e padrões de atividade das duas espécies de isópodos mais abundantes e representativas do sul do Brasil, Atlantoscia floridana (van Name, 1940) (Philosciidae) e Balloniscus glaber Araujo & Zardo, 1995 (Balloniscidae). Foram comparadas também as preferências alimentares dessas espécies em relação a duas espécies paleárticas, visando propor um modelo para as preferências alimentares dos isópodos. Os estudos relativos à ecologia populacional foram conduzidos no Parque Estadual de Itapuã, no Rio Grande do Sul, Brasil. Após amostragens de maio de 2004 a abril de 2005, 3748 indivíduos foram capturados, correspondendo a seis espécies: B. glaber, A. floridana, Pseudodiploexochus tabularis (Barnard, 1932)(Armadillidae), Trichorhina sp. (Platyarthridae), Alboscia itapuensis Araujo & Quadros 2005 (Philosciidae) e Novamundoniscus gracilis Lopes & Araujo, 2003 (Dubioniscidae). A densidade média foi de 368 ind. m-². Entre estas espécies, A. floridana e B. glaber foram as mais abundantes e mostraram alta associação espacial, com 88% dos seus indivíduos ocorrendo juntos e de forma agregada. A biomassa destas duas espécies foi de 4,92 kg ha-¹ (B. glaber) e 0,97 kg ha-¹ (A. floridana). Foi estimado que as duas espécies juntas são capazes de processar 860 kg folhas ha-¹ ano-¹, correspondendo à 16% do aporte anual de folhas na serapilheira. A densidade média de A. floridana foi 114 ind. m-² e de B. glaber foi 133 ind.m-². Em relação à ecologia populacional, verificamos diferenças entre as espécies. Enquanto as fêmeas reprodutivas de A. floridana estiveram presentes o ano inteiro, B. glaber mostrou um período reprodutivo mais curto e restrito ao verão e primavera. As duas espécies mostraram alta abundância de fêmeas reprodutivas e mancas na primavera. As populações responderam de forma diferente à seca observada no verão de 2005. As análises das características de história de vida e das tabelas de vida e fecundidade mostraram que as espécies têm estratégias reprodutivas distintas: A. floridana apresenta menor longevidade e desenvolvimento mais rápido, começa a se reproduzir mais cedo, mostra menor investimento parental, maior taxa reprodutiva líquida (R 0 ), maior taxa de crescimento (r) e menor tempo de geração (T) em comparação com B. glaber. Estas estratégias de história de vida foram interpretadas sob as predições da teoria r-K e relações dessas predições e o grau de especialização de uso de hábitat. O maior tamanho corporal, presença de pulmões pleopodais e comportamento escavador parecem conferir a B. glaber uma maior tolerância à dessecação e maior sobrevivência de seus jovens e adultos durante condições climáticas adversas É proposto que a reprodução contínua, curto tempo de geração e alta proporção de fêmeas reprodutivas são respostas de A. floridana à alta mortalidade das suas formas jovens. Em laboratório, o padrão de atividade diário foi investigado em relação à susceptibilidade à dessecação, influência de heterospecíficos no comportamento, frequência das atividades e escolha de hábitat para descanso. Foi verificado que B. glaber tem maior atividade durante a noite e A. floridana tem um padrão bem variável, o qual não é restrito à fase escura. Devido a essa variabilidade, a sua atividade se sobrepõe à atividade de B. glaber, o que leva à rejeição da hipótese de que há partição de tempo entre as espécies. Entretanto, parece haver partição de hábitat através de diferenças dos hábitos de descanso. Observações prévias de que B. glaber se enterra no solo durante esse período foram confirmadas. A ausência de interações agressivas entre as duas espécies e a partição de hábitat ajudam a explicar a alta sobreposição espacial e distribuição agregada que as espécies apresentam. As duas espécies mostraram a mesma preferência alimentar, a qual foi também similar à de duas espécies de isópodos paleárticos Porcellio scaber Latreille, 1804 (Porcellionidae) e Philoscia muscorum (Scopoli, 1763)(Philosciidae). Para concluir, é proposto que isópodos terrestres neotropicais e paleárticos preferem se alimentar de folhas que apresentam uma combinação de altos teores de nitrogênio (>2 %) e cálcio (>1 %) e pouca espessura (50 g mm-²). Estes resultados devem auxiliar a formulação de hipóteses sobre as taxas de decomposição e fluxos de energia na presença destes detritívoros.Terrestrial isopods (Crustacea, Oniscidea) present unique physiological, behavioral and morphological adaptations to the terrestrial life. They inhabit a large variety of environments and are easily captured and maintained in laboratory, constituting suitable models for studies towards a better understanding of soil ecology. In spite of the key position they occupy in soil food webs as detritivores, almost nothing is known about the ecology of Neotropical species. The present study describes and compares the population ecology, reproductive strategies and activity patterns of the two most abundant and representative species in southern Brazil, Atlantoscia floridana (van Name, 1940) (Philosciidae) and Balloniscus glaber Araujo & Zardo, 1995 (Balloniscidae). Moreover, their feeding preferences were compared to that of paleartic species aiming the proposal of a template for isopod food choices. All population relates studies were conducted at Parque Estadual de Itapuã, Rio Grande do Sul, southern Brazil. After monthly samplings, from May 2004 to April 2005, 3748 individuals were obtained, comprising six species: B. glaber, A. floridana, Pseudodiploexochus tabularis (Barnard, 1932)(Amadillidae), Trichorhina sp. (Platyarthridae), Alboscia itapuensis Araujo & Quadros, 2005 (Philosciidae) and Novamundoniscus gracilis Lopes & Araujo, 2003 (Dubioniscidae). Total isopod density averaged 368 ind. m-². Among these species, A. floridana and B. glaber where the most abundant and showed a high spatial association, with 88% of their individuals occurring together and in an aggregated distribution. Their biomass averaged 4.92 kg ha-¹ B. glaber and 0.97 kg ha-¹ for A. floridana. It was estimated that together they could process 860 kg leaves ha-¹ year-¹, which corresponds to 16% of the annual leaf litter input. Mean density of A. floridana was 114 ind. m-² and B. glaber's was 133 ind. m-². Regarding their population ecology, we found conspicuous differences between species. Atlantoscia floridana reproductive females were present throughout the entire year, while B. glaber showed a shorter reproduction period, from early spring to early autumn. Both species showed high numbers of reproductive females and mancas during spring. Populations responded differently to the increased dryness observed in the summer of 2005. Analyzes of life history traits and life tables showed contrasting strategies: A. floridana showed a shorter lifetime, faster development, earlier reproduction, a smaller parental investment, higher net reproductive rate (R 0 ), a higher growth rate (r) and a shorter generation time (T) in comparison to B. glaber. These life history strategies were interpreted under the predictions of the r-K selection theory and the relationship between its predictions and the degree of habitat specialization. The larger body size, presence of pleopodal lungs and the burrowing behavior seems to confer to B. glaber a higher tolerance to desiccation and increased young and adult survival under stressful climatic conditions. It is postulated that the continuous reproduction, shorter generation time and higher proportion of reproductive females of A. floridana are responses to its high juvenile mortality. Whereas B. glaber has a very narrow geographic distribution, A. floridana seems to be a successful colonizer, and this success is in part explained by its high reproductive output. These characteristics explain its abundance and commonness. In laboratory, their activity patterns were investigated in relation to differences in susceptibility to desiccation, influence of heterospecifics in behavior, frequency of activities and choice of habitats for resting. Balloniscus glaber has a higher activity during the night while A. floridana has a highly variable activity pattern, not restricted to the dark phase. Due to this variability, its activity mostly overlaps B. glaber's and thus the possibility of time partitioning was rejected. Instead, habitat partitioning through differences in shelter behavior may contribute to decrease species' niche overlap. Previous observations that B. glaber burrows into the soil for resting were confirmed. Both species showed the same preferences when offered a choice of food and preferences rank were also similar to that of paleartic isopods Porcellio scaber Latreille, 1804 (Porcellionidae) and Philoscia muscorum (Scopoli, 1763) (Philosciidae). To conclude, it is suggested that both paleartic and neotropical species prefer to feed from leaves that have a combination of high amount of nitrogen (>2 %) and calcium (>1 %) and low thickness ( 50 g mm-²). These findings may help formulate predictions about decomposition rates and energy flow in the presence of these detritivores

Curva de crescimento de Balloniscus glaber Araujo & Zardo, 1995 (Crustacea, Isopoda, Oniscidea) no Parque Estadual de Itapuã, Viamão, RS

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