Butterflies (Lepidoptera: Papilionoidea) of the urban park of Instituto Butantan, São Paulo, Southeastern Brazil

Green areas in urban landscapes are under strong anthropogenic pressure, and, at the same time are fundamental to maintaining biodiversity, as they provide resources for many animal and plant species. Knowing these species is fundamental for its maintenance and conservation, and inventories are extremely important for monitoring fauna and conserving it. Therefore, the goal of this research is to inventory the butterflies species in the park of the Instituto Butantan (Ibu), located in an urban area in the city of São Paulo, southeast Brazil. The surveys of butterflies were conducted through visual censuses from August 2017 to July 2019 and recorded a total of 324 butterfly species. The most speciose family was Hesperiidae, followed by Nymphalidae, Lycaenidae, Pieridae, Riodinidae, and Papilionidae. Among the sampled species, there is Euselasia zara which is a new record for the state of São Paulo. Neither the species accumulation nor the richness estimator curves tended to reach an asymptote, suggesting that additional butterflies’ species will be recorded with more sampling effort on the site. Even with a flora composed mainly of exotic and ornamental plants, the park of Instituto Butantan exhibits a very rich butterfly community. This community exhibits a pattern of seasonally variation, with the peak of species richness related to the rainy season. When compared with Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira (USP), another nearby urban green area, which is larger, more heterogeneous and sampled over a longer period, it is possible to notice that the Ibu butterfly community is a subsample of this larger one. These results highlight the potential that urban parks have for the maintenance and conservation of butterfly species

A IMPORTÂNCIA DAS ÁREAS PARTICULARES NA CONSERVAÇÃO DA AVIFAUNA DO ESTADO DE SÃO PAULO, SUDESTE DO BRASIL

O estado de São Paulo possui 793 espécies de aves, representando 41% da avifauna do Brasil. Apesar deste número, muitos remanescentes de fitofisionomias nativas ainda não foram estudados, nomeadamente em propriedades privadas. Para fortalecer os planos e ações de conservação de aves em todo o estado, é necessário detalhar a distribuição das espécies e seu status populacional. Os remanescentes de propriedades privadas podem desempenhar um papel importante para cumprir esses objetivos. Inventários ornitológicos foram realizados em seis propriedades da CIA. Suzano de Papel e Celulose S.A., em cinco regiões do estado de São Paulo. Cada fazenda teve sua riqueza e composição de espécies de aves estudadas usando duas abordagens diferentes. Em julho de 2004, eles foram avaliados em uma Avaliação Ecológica Rápida. Em 2005 e 2006 foi feito um inventário que utilizou três métodos simultâneos de coleta de dados (redes-de-neblina, censo por ponto e observações), somando 48 dias de campo. Ao todo, foram detectadas 342 espécies de aves, sendo 10 consideradas ameaçadas de extinção, 24 migratórias, 105 endêmicas do bioma Mata Atlântica e duas endêmicas do bioma Cerrado. A região da Serra da Mantiqueira apresentou um elevado número de espécies ameaçadas de extinção. Na região de Itatinga foi detectado uma movimentação de aves florestais utilizando corredores florestais. Os resultados destacaram a importância de inventários de campo devidamente conduzidos em áreas privadas, como essas fazendas silviculturais, para produzir dados úteis para uma avaliação completa da avifauna do estado de São Paulo. As fazendas desempenham um papel importante na conservação das comunidades de aves, abrigando espécies migratórias, ameaçadas e endêmicas

Population and community dynamics of butterflies and birds over time

As abundâncias e identidades das espécies de qualquer comunidade biológica mudam tanto ao longo do espaço quanto do tempo. Não obstante, aspectos espaciais da biodiversidade têm sido muito mais explorados do que os temporais. Um dos motivos pelos quais padrões temporais têm recebido menos atenção é a escassez de estudos de longo prazo, especialmente na região neotropical, uma das mais biodiversas e ameaçadas do planeta. Estudar a dinâmica de populações e comunidades ao longo do tempo pode revelar processos ecológicos fundamentais, bem como descrever como pressões naturais e humanas afetam a biodiversidade. Entender a dinâmica das populações e comunidades envolve entender as histórias de vida dos organismos, como eles interagem com o ambiente, o papel de interações entre espécies, o papel de processos demográficos estocásticos, dentre outros fatores. Nesta tese investigamos a dinâmica temporal de populações e comunidades de borboletas e aves, e ao longo dos capítulos avaliamos o papel de diferentes processos na regulação dessas dinâmicas. No Capítulo 1 investigamos se um comportamento sazonal observado em borboletas Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supostamente adaptativo à seca - os \"bolsões de Ithomiini\"- seria uma simples resposta reativa à falta de chuvas ou se mecanismos endógenos (\"relógios biológicos\") estariam envolvidos. No Capítulo 2 realizamos um estudo de dinâmica populacional comparada de borboletas miméticas da tribo Ithomiini. Algumas evidências têm sugerido que além de convergir na morfologia, espécies co-miméticas tenderiam a convergir também no comportamento, no uso de microhabitats e possivelmente em suas dinâmicas populacionais. Testamos as hipóteses de que 1) pares de espécies co-miméticas (i.e., com a morfologia convergente) ou 2) pares de espécies mais próximas filogeneticamente teriam suas dinâmicas populacionais mais correlacionadas do que pares de espécies agrupados ao acaso. No Capítulo 3 descrevemos como a composição de espécies de assembleias de aves e borboletas de nove localidades tropicais e subtropicais na América do Sul e do Norte variou ao longo do tempo (anos a décadas), e se diferenças demográficas entre espécies (nicho) seriam importantes para explicar os padrões observados. No Capítulo 1 encontramos evidências de que a agregações seriam um comportamento endógeno sincronizado com o fotoperíodo, com plasticidade limitada para lidar com as alterações no regime de chuvas previstas para a região e para o continente. No Capítulo 2 encontramos que as dinâmicas populacionais de pares de espécies de Ithomiini de um mesmo anel mimético ou mais próximas filogeneticamente não tenderam a ser mais correlacionadas do que pares reunidos ao acaso, e que as espécies, anéis miméticos e subtribos estudadas tiveram suas dinâmicas temporais mais correlacionados do que seria esperado por acaso. Estes resultados e os do Capítulo 1 sugerem que na dinâmica desse sistema as pressões seletivas exercidas por fatores ambientais seriam mais importantes do que interações entre espécies. No Capítulo 3 mostramos que a composição de espécies de assembleias de aves na Amazônia, Cerrado, Mata Atlântica e Flórida se alterou ao longo dos anos, mesmo em assembleias de áreas bem preservadas. Sobreposta a essa rotatividade (turnover) interanual também encontramos rotatividade sazonal, previsível, na composição de espécies de assembleias de aves da Amazônia e da Mata Atlântica e na assembleia de borboletas Ithomiini. Padrões de rotatividade sazonal na composição de espécies podem ser mais comuns em comunidades neotropicais do que se imagina. As estratégias temporais dos organismos neotropicais, as quais parecem ser a base dos padrões sazonais observados nas comunidades, podem ser largamente determinadas por ritmos (\"relógios\") endógenos. Estudos sobre a regulação dos ritmos e estratégias temporais dos organismos, e dos efeitos das mudanças climáticas e do uso do solo sobre eles, são essenciais. Um importante passo nesse sentido é a disseminação de estudos de longo-prazo de populações e comunidades, contínuos, sistemáticos e com resolução para detectar padrões sazonais. Além disso, a interação das perspectivas, bases teóricas e abordagens da biologia molecular, fisiologia, cronobiologia e ecologia pode avançar nosso entendimento sobre os processos que moldam a dinâmica da biodiversidade e sobre as consequências das perturbações humanas sobre os ecossistemasThe species abundances and identities of any biological community change both over space and time. Nevertheless, Spatial biodiversity dimensions have been much more exploited than temporal ones. One of the reasons for which temporal patterns have received less attention is a scarcity of long-term studies, especially in the neotropical region, one of the most biodiverse and endangered on the planet. Studying the dynamics of populations and communities over time can reveal key ecological processes as well as describe how natural and human pressures affect biodiversity. Understanding the dynamics of populations and communities involves understanding organisms life histories, how they interact with the environment, the role of interactions among species, the role of stochastic demographic processes, and other factors. In this dissertation we investigated the temporal dynamics of butterflies and birds populations and assemblages, and throughout its chapters we evaluate the role of different processes in the regulation of dynamics. In Chapter 1 we investigated whether a seasonal behavior observed in butterflies Ithomiini (Nymphalidae, Danainae), supposedly adaptive to dissecation - the \"Ithomiini pockets \" - is a simple reactive response to drought or there is internal time-keeping mechanisms involved. In Chapter 2, we performed a comparative population dynamics study of mimetic butterflies of the Ithomiini tribe. Some evidence has suggested that besides the convergence in morphology, co-mimetic species would tend to converge also in behavior, in the use of microhabitats and possibly in their population dynamics. We hypothesized that (1) pairs of co-mimetic species or (2) pairs of species more phylogenetically related would have their population dynamics more correlated than pairs of species grouped at random. In Chapter 3 we described how species composition of bird and butterfly assemblages from nine tropical and subtropical locations in South and North America varied over time (years and decades), and if demographic differences between species (niche) are needed to explain observed patterns. In Chapter 1 we found evidence that Ithomiini pockets are regulated by internal time-keeping mechanisms synchronized to photoperiod, and that mechanism has limited plasticity to cope with rainfall regime changes predicted for the study region and for the continent as a whole. In Chapter 2 we found that the population dynamics of Ithomiini species pairs more phylogenetically related or belonging to the same mimetic ring did not tend to be more correlated than pairs assembled at random, and that the species, mimetic rings and subtribes had their temporal dynamics more correlated than would be expected By chance These results and those of Chapter 1 suggest that this system dynamics is more influenced by selective pressures exerted by environmental factors than by species interactions. In Chapter 3 we show that the composition of bird assemblages in the Amazon, Cerrado, Atlantic Rainforest, and Florida has changed over the years, even in assemblies of well-preserved areas. Superimposed to this interannual turnover we also found seasonal, predictable turnover in species composition of bird assemblages of the Amazon and Atlantic Forest and in the Ithomiini butterflies assembly. Patterns of seasonal turnover in species composition may be more common in neotropical communities than is imagined. The temporal strategies of neotropical organisms, which appear to be the basis of the seasonal patterns observed in communities, can be largely determined by endogenous rhythms (\"biological clocks\"). Studies on the regulation of organisms\' temporal rhythms and strategies, and the effects of climate change and land use on them, are essential. An important step in this direction is the dissemination of continuous, systematic, population and community long-term studies, with sampling resolution to detect seasonal patterns. In addition, the interaction of perspectives, theoretical basis, and approaches of molecular biology, physiology, chronobiology, and ecology can advance our understanding of the processes that shape biodiversity dynamics and the consequences of human disturbances on ecosystem

The value of forest corridors to bird conservation in fragmented landscapes

A perda e fragmentação dos habitats naturais é uma das maiores ameaças à biodiversidade. Uma estratégia muito popular para reduzir os efeitos negativos da perda e fragmentação é a manutenção ou implantação de corredores de habitat ligando remanescentes. Entretanto, a avaliação da eficácia e custo benefício de corredores como estratégia de conservação é limitada pela escassez de dados empíricos, principalmente na região neotropical. Neste estudo avaliamos, a partir de uma abordagem empírica, a importância de corredores florestais como habitat e como promotores de movimento para aves florestais em paisagens fragmentadas na Mata Atlântica. Com um estudo observacional no nível da comunidade avaliamos o papel da largura e do tipo (ripário ou não-ripário) de corredor sobre a riqueza e composição de espécies florestais. Com um estudo observacional no nível do indivíduo avaliamos como a presença de corredores e o sexo dos indivíduos influíram nos movimentos de uma ave de sub-bosque endêmica da Mata Atlântica (Pyriglena leucoptera, Passeriformes, Thamnophilidae) por paisagens fragmentadas. Encontramos que a riqueza e composição de espécies de aves florestais foram fortemente relacionadas à largura (mas não ao tipo) de corredor. Corredores largos (> 100 m) foram capazes de abrigar diversas espécies de aves florestais, enquanto que corredores mais estreitos abrigaram um grupo restrito e não-aleatório de espécies comuns. Corredores estreitos teriam, então, pouca utilidade como habitat para aves florestais. Encontramos também que corredores facilitam os movimentos de P. leucoptera por paisagens fragmentadas e que áreas abertas os dificultam, especialmente para os indivíduos machos. Há evidências de que corredores poderiam aumentar a persistência da espécies em áreas fragmentadas. Os resultados destes estudos fornecem evidências de que corredores são elementos úteis para a manutenção da biodiversidade de aves florestais em paisagens fragmentadas.Habitat loss and fragmentation are major threats to biodiversity. Habitat corridors linking remnants are a popular strategy to reduce the negative effects of habitat loss and fragmentation. However, the evaluation of the effectiveness of corridors in conservation is limited by lack of empirical evidence, especially in the neotropics. In this thesis we empirically evaluated the importance of forest corridors as habitats and movement conduits for forest birds in fragmented Atlantic Forest landscapes. With an observational study at the community level we evaluated the effects of corridor width and type (riparian or non-riparian) on forest bird richness and composition. Under an experimental approach at the individual level we evaluated how the presence or absence of corridors and gender affected the movements of an understory bird endemic to the Atlantic Forest (Pyriglena leucoptera, Passeriformes, Thamnophilidae). We found that forest bird richness and composition were strongly affected by corridor width (but not by type). Wide corridors (> 100 m) were able to harbor many forest species, whereas narrower corridors harbored and non-random and restrict group of common species. Therefore narrow corridor would have a limited value as habitats for forest species. We also found that corridors increased P. leucoptera movements and that open areas decreased them, especially for male individuals. There are evidence that corridors could increase the persistence probability of P. leucoptera in fragmented landscapes. The results of both studioes provide evidence that forest corridors are useful tools for maintain forest bird diversity in Atlantic forest fragmented landscapes

Importance of interhabitat gaps and stepping-stones for lesser woodcreepers (Xiphorhynchus fuscus) in the Atlantic forest, Brazil

Translocation experiments showed that a woodcreeper bird species is able to move between isolated forest fragments, but this ability is limited by increasing interpatch distances. Larger distances (> 100 m) were overcome by using small stepping-stones (isolated trees), which enhance connectivity and are useful for the species conservation in fragmented landscapes

High Emigration Propensity and Low Mortality on Transfer Drives Female-Biased Dispersal of <i>Pyriglena leucoptera</i> in Fragmented Landscapes

<div><p>Dispersal is a biological process performed in three stages: emigration, transfer and immigration. Intra-specific variation on dispersal behavior, such as sex-bias, is very common in nature, particularly in birds and mammals. However, dispersal is difficult to measure in the field and many hypotheses concerning the causes of sex-biased dispersal remain without empirical confirmation. An important limitation of most empirical studies is that inferences about sex-biased dispersal are based only on emigration proneness or immigration success data. Thus, we still do not know whether sex-biased immigration in fragmented landscapes occurs during emigration, transfer or in both stages. We conducted translocation and radiotracking experiments to assess i) whether inter-patch dispersal movements of a rainforest bird (<i>Pyriglena leucoptera</i>) is sex-biased and ii) how dispersal stages and the perceptual range of the individuals are integrated to generate dispersal patterns. Our results showed that inter-patch dispersal is sex-biased at all stages for <i>P. leucoptera</i>, as females not only exhibit a higher emigration propensity but are subjected to a lower risk of predation when moving through the matrix. Moreover, our data support a perceptual range of 80 m and our results showed that dispersal success decreases considerably when inter-patch distances exceeds this perceptual range. In this case, birds have a higher probability of travelling over longer routes and, as a consequence, the risk of predation increases, specially for males. Overall, results supported that assuming dispersal as a single-stage process to describe dispersal behavior may be misleading. In this way, our study advanced our understanding of processes and patterns related to inter-patch dispersal of neotropical forest birds, shedding light on potential implications for population dynamics and for the management of fragmented landscapes.</p></div

AICc profile to determine the threshold distance (d_c) used in the categorization of the distance variable (DIST).

<p>Variation of the AICc according to d_c. This information allowed us to define the best d_c according to our dataset and, in turn, the potential perceptual range of <i>P. leucoptera</i>’s individuals assuming the hypothesis in which the species’ perceptual range is inside the range of tested inter-patch distances. The dashed horizontal line indicates the standard criterium to decide which models were plausible according to data. Points above the dashed line represent models that had a ΔAICc > 2 and for which our dataset provide poor evidence to select them as plausible models. The only selected model was the one accounting for a perceptual range of 80 m.</p

Inter-patch movement probability as a function of inter-patch distance.

<p>Curves were based on the estimated parameters of the best model, which account for the additive effects of sex and distance (β_Intercept = 4.46, β_DIST = −0.010, β_SEX(males) = −2.65). Black line and open circles correspond to males, and orange line and open circles to females. 95% confidence intervals were also plotted.</p

Example of a release site.

<p>A detailed aerial view (a) and a digital photography (b) showing the release site 8 (RS8). In this release site, the distance between the release patch and its nearest neighbor is 25 m. The forest fragment in the center of a) and in the left of b) was the release patch (area = 1.21 ha). See <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0170493#pone.0170493.s003" target="_blank">S1 Table</a> for the spatial characteristics of release sites.</p