MAMÍFEROS E PALMEIRAS NEOTROPICAIS: INTERAÇÕES EM PAISAGENS FRAGMENTADAS

Human-induced forest fragmentation and hunting create so-called “empty forests”, wherein the loss of major vertebrates results in the disruption of many animal-plant interactions, including seed dispersal and predation. Such disturbances affect recruitment of seedlings and ultimately the abundance and diversity of plants. Palm trees are one of the most abundant food resources in tropical forests and are therefore considered necessary for the survival of many mammal species. The present paper analysed the results of 74 studies in the Neotropical region (published until 2008) dealing with palm tree seed dispersal and predation by mammals. The most important seed dispersers were ungulates, primates and rodents. Most studies discussing the reduced participation of mammals in palm tree seed dispersal and recruitment found that the amount and distance of removed / carried seeds were smaller inside fragmented or impoverished forests, resulting in accumulation of seeds around the mother trees. In most cases this accumulation was followed by increased predation by bruchid beetles, pathogenic microorganisms, and small mammals. Given the complexity of the ecological interactions and processes leading to the establishment of new plants in the areas, the palm tree populations were affected in different ways by defaunation, with some species becoming scarcer in the forest fragments while others increased in abundance. There are clear morphological and ecological traits which enable sets of palm tree species to be prioritized with respect to their vulnerability to extinction. Effective recognition of vulnerable species, along with reliable predictions of the resulting scenarios of forest impoverishment and fragmentation can aid the implementation of more effective management strategies.La fragmentación forestal y la caza crean los llamados “bosques vacíos”, en donde las extinciones ecológicas de grandes vertebrados resultan en la pérdida de interacciones entre animales y plantas, tales como la dispersión y la depredación de semillas. Las alteraciones en estos procesos afectan el reclutamiento de las plántulas y consecuentemente la abundancia y la diversidad de las plantas. Las palmas son uno de los recursos alimentarios más abundantes de los trópicos y son consideradas especies clave para la alimentación de varias especies de mamíferos. Esta revisión analiza los resultados de 74 estudios realizados en el Neotrópico hasta el año 2008, sobre dispersión y depredación de semillas de palmas por mamíferos. Roedores, primates y ungulados fueron los frugívoros neotropicales que mas consumieron frutos de palmas, actuando como importantes dispersores de semillas. La mayor parte de los estudios que investigaron los efectos de la disminución de mamíferos sobre la dispersión de semillas y el reclutamiento de palmeras, encontraron que las tasas y distancias de remoción de semillas, fueron menores en fragmentos forestales o zonas defaunadas, lo que provocó la acumulación de semillas en las inmediaciones de las plantas madre. En la mayoría de los casos, esta acumulación ocasionó un aumento de la depredación pre-dispersión debido a la mayor atracción de brúquidos, proliferación de patógenos y/o altas densidades de pequeños mamíferos predadores de semillas. Debido a la complejidad de las interacciones ecológicas y a los procesos que dan lugar al establecimiento de nuevos individuos de plantas, hubo diferentes respuestas de las palmas a la defaunación. Algunas de estas se volvieron más escasas en pequeños fragmentos, mientras que otras aumentaron sus abundancias. Características morfológicas y ecológicas distintas permiten identificar grupos de palmas con diferentes vulnerabilidades a la extinción. El reconocimiento de estos grupos junto con la predicción de escenarios generados por la fragmentación y la defaunación permite la implementación de estrategias adecuadas de manejo.A  fragmentação  florestal  e  a  caça  criam  as  chamadas  “florestas  vazias”,  onde  extinções  ecológicas  de grandes vertebrados resultam na perda de interações entre animais e plantas como a dispersão e a predação de sementes. Alterações nesses processos afetam o recrutamento das plântulas e, consequentemente, a abundância e diversidade das plantas. As palmeiras são um dos recursos alimentares mais abundantes nos trópicos e são consideradas espécies-chave para a alimentação de várias espécies de mamíferos. A presente revisão analisou os  resultados de 74 estudos conduzidos nos Neotrópicos até 2008  sobre dispersão e predação de  sementes de  palmeiras  por mamíferos.  Roedores,  primatas  e  ungulados  foram  os  frugívoros  neotropicais  que mais consumiram frutos de palmeiras, atuando como importantes dispersores de sementes. A maior parte dos estudos que investigaram os efeitos de empobrecimento de mamíferos sobre a dispersão de sementes e o recrutamento de  palmeiras  encontrou  que  as  taxas  e  distâncias  de  remoção  de  sementes  foram menores  em  fragmentos florestais ou locais defaunados, o que resultou em um acúmulo de sementes nas imediações das plantas-mãe nesses locais. Na maioria dos casos, esse acúmulo resultou em um aumento na predação pré-dispersão devido à maior  atração  de  besouros  brocadores,  proliferação  de  patógenos,  e/ou  a  altas  densidades  de  pequenos mamíferos  predadores  de  sementes.  Devido  a complexidade  das  interações  ecológicas  e  dos  processos que  levam  ao  estabelecimento de novos  indivíduos de plantas houve diferentes  respostas das palmeiras  à defaunação,  algumas  delas  se  tornando mais  escassas  em  pequenos  fragmentos,  enquanto  outras  espécies aumentaram suas abundâncias. Características morfológicas e ecológicas distintas permitem identificar grupos de palmeiras com diferentes vulnerabilidades à extinção e o reconhecimento desses grupos, juntamente com a predição dos cenários gerados pela fragmentação e pela defaunação, permite a implementação de estratégias adequadas de manejo

Medium- and large-sized mammals from Estação Biológica Fiocruz Mata Atlântica, Rio de Janeiro, south-eastern Brazil

The Pedra Branca Forest is in a highly urbanised region of the central portion of Rio de Janeiro City and comprises the largest urban forest in the world (> 12,000 ha). The local flora and fauna are protected by three conservation units and the Estação Biológica Fiocruz Mata Atlântica (EFMA), which comprises 462 hectares on the east side of the remnant. The local biodiversity is still little known compared to other Atlantic Forest remnants from the Rio de Janeiro State. Here, we provide results of a survey of medium- and large-sized terrestrial mammals from the EFMA. In addition, we analysed the distribution of this fauna along three habitat types defined as Peridomicile, Transitional Forest and Forest Core. Sampling was performed from 2017 to 2020 and comprised a camera-trap survey, interviews with residents and local workers and occasional records. Results include occurrence records for 16 autochthonous and one allochthonous (Callithrix sp.) wild mammals, which are distributed into 14 families and seven orders, in addition to the presence of free-ranging domestic dogs and cats. Four species are in some category of threat of extinction at national or global levels. Amongst them, Leontopithecus rosalia (first record for the Rio de Janeiro City in more than a century) and Leopardus guttulus are classified as Vulnerable by IUCN. Most wild native species were registered in the three habitat types, but with differences in the frequency of records. Our results indicate that the presence of domestic dogs and cats influenced the species composition in each area, with Nasua nasua, Dasyprocta leporina and Didelphis aurita less frequent in places where domestic dogs and cats are more frequent. This is the first systematic effort to understand the occurrence and distribution of mid- and large-sized mammals in the Pedra Branca Forest

Ecological and environmental factors affecting transmission of sylvatic yellow fever in the 2017-2019 outbreak in the Atlantic Forest, Brazil

Background: Yellow fever virus (YFV) is an arbovirus that, despite the existence of a safe and effective vaccine, continues to cause outbreaks of varying dimensions in the Americas and Africa. Between 2017 and 2019, Brazil registered un unprecedented sylvatic YFV outbreak whose severity was the result of its spread into zones of the Atlantic Forest with no signals of viral circulation for nearly 80 years. Methods: To investigate the influence of climatic, environmental, and ecological factors governing the dispersion and force of infection of YFV in a naïve area such as the landscape mosaic of Rio de Janeiro (RJ), we combined the analyses of a large set of data including entomological sampling performed before and during the 2017–2019 outbreak, with the geolocation of human and nonhuman primates (NHP) and mosquito infections. Results: A greater abundance of Haemagogus mosquitoes combined with lower richness and diversity of mosquito fauna increased the probability of finding a YFV-infected mosquito. Furthermore, the analysis of functional traits showed that certain functional groups, composed mainly of Aedini mosquitoes which includes Aedes and Haemagogus mosquitoes, are also more representative in areas where infected mosquitoes were found. Human and NHP infections were more common in two types of landscapes: large and continuous forest, capable of harboring many YFV hosts, and patches of small forest fragments, where environmental imbalance can lead to a greater density of the primary vectors and high human exposure. In both, we show that most human infections (~ 62%) occurred within an 11-km radius of the finding of an infected NHP, which is in line with the flight range of the primary vectors. Conclusions: Together, our data suggest that entomological data and landscape composition analyses may help to predict areas permissive to yellow fever outbreaks, allowing protective measures to be taken to avoid human cases

Vulnerabilidade estrutural dos hospitais e cemitérios e crematórios da cidade de São Paulo à COVID-19

This is the first report by the COVID19 Observatory - Group: Contagion Networks analyzing mortality data from the city of São Paulo. In this report, we integrated mortality data for the city of São Paulo between 04/02/2020 and 04/28/2020, with information on the flow of victims between hospitals and cemeteries/crematoriums. We included in our analyzes both confirmed and suspected deaths from COVID-19. The main objectives of this report were: (1) to describe the structure of the flow of victims between locations and (2) to suggest changes in the current flow based on geographical distances in order to avoid a potential overload of the mortuary system. We suggest that the city of São Paulo should plan for a potential overload of the mortuary system (that is, the number of burials), based on the presented results. Thus, our results reinforce the need to adopt specific planning for the management of the extraordinary number of victims of this pandemic. Our predictions are based on the structural analysis of the COVID-19 victim flow network, which shows several hotspots with high vulnerability to system overload. These hotspots concentrate with either the greatest number of deaths (hospital) or of burials (cemetery or crematorium), and therefore have high potential to become overwhelmed by receiving many bodies due to the increase in victims of the pandemic. We recommend special attention to be given to localities on the east side of São Paulo, which has both the most vulnerable hospitals in the city, and also houses cemeteries and crematoriums that have a central role in the network and / or are vulnerable. Based on our optimization analysis, we suggest logistical changes in the current flow of bodies from hospitals to cemeteries/crematoriums so as not to overload the funeral system and minimize transportation costs. In this sense, our results are potentially useful for improving the operational planning of the Municipality of São Paulo, ratifying or rectifying actions underway at the municipal level.Este é o primeiro relatório do Observatório COVID19 - Grupo: Redes de Contágio analisando os dados de óbitos da cidade de São Paulo. Neste relatório, integramos os dados de óbitos da cidade de São Paulo entre os dias 02/04/2020 e 28/04/2020 com informações sobre o fluxo de vítimas entre os hospitais e os cemitérios e crematórios da cidade de São Paulo. Incluímos em nossas análises óbitos confirmados e óbitos suspeitos de COVID-19. Os principais objetivos deste relatório são: (1) descrever a estrutura do fluxo de vítimas entre localidades e (2) sugerir mudanças no fluxo com base em distâncias geográficas de maneira a evitar uma potencial sobrecarga do sistema funerário. Sugere-se à prefeitura da cidade de São Paulo que seja realizado um planejamento para uma potencial sobrecarga do sistema funerário (isto é, número de sepultamentos) da cidade de São Paulo com base nos resultados apresentados. Desta forma, nossos resultados reforçam a necessidade de ser adotado planejamento específico para a gestão dos casos extraordinários visualizados no contexto da pandemia. Esta previsão está baseada na análise estrutural da rede de fluxos de vítimas da COVID-19, que indica a concentração de vários locais com alta vulnerabilidade à sobrecarga do sistema. Tais locais concentram a maior quantidade de óbitos (hospitais) ou a maior concentração de sepultamentos (cemitérios ou crematórios) e tem portanto alto potencial de tornarem-se sobrecarregados por receberem muitos corpos devido ao aumento de vítimas da pandemia. Recomenda-se especial atenção à localidades da zona leste de São Paulo, que apresenta os hospitais mais vulneráveis da cidade e abriga cemitérios e crematórios que possuem papel central na rede e/ou encontram-se vulneráveis. Com base em nossa análise de otimização, sugerimos mudanças logísticas no atual fluxo de corpos de hospitais para cemitérios/crematórios de modo a não sobrecarregar o sistema funerário e minimizar os custos de transporte. Neste sentido, nossos resultados são potencialmente úteis ao aperfeiçoamento do planejamento operacional da Prefeitura Municipal de São Paulo, ratificando ou retificando ações em curso no âmbito municipal

Coevolution in antagonistic interaction networks: structure and dynamics

As pressões seletivas impostas por interações ecológicas são uma das forças que moldam a adaptação por seleção natural em populações. Entre os resultados possíveis das pressões seletivas impostas por interações está a coevolução, isto é, mudanças evolutivas recíprocas que ocorrem nas populações das espécies que interagem. Um dos principais desafios para a ecologia evolutiva é entender se e como o processo coevolutivo ocorre quando espécies interagem com muitas outras espécies formando redes de interações. Nesta tese desenvolvi, com a ajuda de colaboradores, modelos que descrevem a coevolução entre espécies que interagem de forma antagonista. Interações antagonistas são interações ecológicas interespecíficas que resultam em consequências negativas para a aptidão de indivíduos de uma das espécies envolvidas e positivas para indivíduos da outra espécie. Busquei uma melhor compreensão sobre os mecanismos ecológicos e evolutivos responsáveis pela formação, manutenção e evolução das redes de interação antagonista. Em primeiro lugar, encontrei que a assimetria da seleção influenciou a dinâmica evolutiva em antagonismos. A dinâmica coevolutiva gerou corridas armamentistas quando a intensidade da seleção foi maior sobre as vítimas do que sobre os exploradores. Por outro lado, os valores dos fenótipos flutuaram quando a intensidade da seleção foi maior sobre os exploradores do que sobre as vítimas. No entanto, a dinâmica coevolutiva dependeu da estrutura das redes formadas por antagonistas. Redes aninhadas favoreceram a evolução de resistência em vítimas atacadas por exploradores generalistas. A dinâmica evolutiva também reorganizou as redes de interação e, especialmente em cenários nos quais a seleção favoreceu forte acoplamento fenotípico, formou módulos de espécies interagentes. Em segundo lugar, encontrei que regras de interação baseadas no acoplamento fenotípico ou em barreiras fenotípicas reproduziram a estrutura de redes antagonistas empíricas, mas as duas relações funcionais entre fenótipos e aptidão tenderam a subestimar o aninhamento e superestimar a modularidade das redes empíricas. No entanto, a evolução das características foi diferentemente moldada por essas relações funcionais, sendo mais flutuante no modelo de acoplamento fenotípico e mais direcional no modelo de barreiras fenotípicas. Portanto, a coevolução mediada por diferentes relações funcionais resultou em diferentes dinâmicas coevolutivas mas não teve impacto sobre a organização das redes de interação antagonistas. Em terceiro lugar, estudei como variações nas abundâncias e nos fenótipos estão relacionadas e encontrei que a coevolução rápida mediada por forte pressões seletivas impostas por interações ecológicas pode resultar em uma baixa variabilidade nas abundâncias das populações e alta variabilidade fenotípica. Em contraste, em cenários nos quais a seleção imposta por interações é fraca, encontrei uma alta variabilidade nos tamanhos populacionais e baixa variabilidade fenotípica. Portanto, a rápida resposta evolutiva reduziu as flutuações nos tamanhos populacionais, reduzindo extinções devido a flutuações demográficas. Porém, este resultado foi influenciado pela estrutura da rede: a modularidade aumentou a estabilidade das interações enquanto que o aninhamento esteve associado a maior flutuação demográfica. Por fim, estudei espalhamento de um parasita que infecta diferentes espécies de hospedeiros e que pode ser transmitido por meio da predação de um hospedeiro infectado ou por meio de vetores biológicos. Combinei as diferentes redes antagonistas formadas a partir das interações mediadas por cada mecanismo de transmissão em uma rede de interação múltipla espacialmente explícita. Por meio de um modelo matemático, obtive que a transmissão do parasita é maximizada quando ambos os mecanismos de transmissão são considerados ao mesmo tempo e quando os processos ocorrem com probabilidade semelhante. A análise da cartografia da rede múltipla aliada a simulações de imunização de diferentes tipos de hospedeiros mostraram que a estrutura da rede múltipla pode indicar o papel que cada espécie de hospedeiro desempenha na transmissão do parasita em um determinado ecossistemaMutualisms are interactions in which organisms of different species exploit each other with net benefits for both interacting individuals. Multispecific mutualistic system can be depicted as interaction networks, such as those formed by plant-pollinator interactions, dispersal systems, species interacting in cleaning stations in reef environments, protective ants in plants, müllerian mimicry, and nitrogen fixing bacteria on the roots of plants. Mutualistic interaction is subject to cheating by individuals who, by means of a diversity of behavioral strategies, achieve the benefit provided by the partner offering nothing or few in return. However, the mutualistic interactions persist despite the existence of cheaters. In this work I show that the parasites of mutualistic interactions increase the resilience of mutualistic networks to disturbances in nested networks, typically found in species-rich mutualisms. Therefore the joint effect of cheating, structure and dynamics of mutualistic networks have implications for how biodiversity is maintained. I subsequently study the conditions under which tubular flowers, which suffer stronger damages when interacting with nectar robbers, can coexist with planar flowers, pollinators, and robbers through indirect effects of cheating on their reproductive success. The theft of nectar may increase the success of a plant if its interactions with robbers generate higher degrees of cross-pollination, thus increasing the reproductive success of plants that interact with both floral visitors. This study suggests a new source of continued cooperation and diversity strategies through non-linear effects of the interactions between different strategies. Finally, I study how local interactions can promote the prevalence of mimic (the cheaters) in a given population in the absence of their models. I found that prey interacting locally may favor the predominance of mimic preys and avoid predators that, after a few generations and under a non-random distribution of individuals in space, can further strengthen this unexpected effect allopatry of the mimic and its mode

si_ecoevo_prsb_figures.pdf from Eco-evolutionary feedbacks promote fluctuating selection and long-term stability of antagonistic networks

Supplementary figure

si_ecoevo_prsb_methods.pdf from Eco-evolutionary feedbacks promote fluctuating selection and long-term stability of antagonistic networks

Supplementary method

si_ecoevo_prsb_tableS3.pdf from Eco-evolutionary feedbacks promote fluctuating selection and long-term stability of antagonistic networks

Supplemetary result

Survey of medium- and large-sized mammals in Atlantic Forest remnants of Conceição dos Ouros, Minas Gerais, Brazil

Conceição dos Ouros is located in the Mantiqueira mountain range (elevation: 831‒1443 m a.s.l.), State of Minas Gerais, southeast Brazil. The largest two Atlantic Forest remnants of the Municipality of Conceição dos Ouros total more than 2,000 ha and the main vegetation type is seasonal semi-deciduous forest, isolated by a matrix of agricultural fields and pasture. The Municipality does not have any protected areas and is located in a highly fragmented region, albeit considered of special importance for the conservation of terrestrial vertebrates in the State of Minas Gerais. Due to a cooperation with the Municipality of Conceição dos Ouros to carry out a survey of the local biodiversity, in this study we present the results of the survey of medium- and large-sized terrestrial mammals from the two forest remnants in the region. Sampling was performed from July 2019 to August 2021 and comprised a camera trap survey, active searching including direct (e.g. carcass sightings) and indirect (e.g. footprints and faeces) evidence of species presence and interviews with residents. Twenty-nine native and two non-native species were documented. Ten species are in some category of threat of extinction at regional, national or global levels. This is the first survey of the terrestrial mammal fauna in the area of Conceição dos Ouros and results could be helpful in designing conservation strategies at the local scale

Perfil hematológico de morcegos frugívoros, Artibeus lituratus (Chiroptera: Phyllostomidae)

It was provide a hematological profile of Artibeus lituratus (Phyllostomidae: Stenodermatinae). Animals were collected from October 2017 to February 2018 in an urban forest in the city of Rio de Janeiro, Southeastern Brazil. Males and females showed similar overall mean values for the parameters analyzed. Males had higher values for erythrocytes (RBC), hematocrit and basophils. Females had higher levels of eosinophils than males. The hematological values reported here will serve as reference for future research on health conditions of free-living and captive populations of Artibeus lituratus, as well as for research on pathogens associated with these bats.O presente trabalho estabeleceu o perfil hematológico de morcegos frugívoros de vida livre, A. lituratus (Phyllostomidae: Stenodermatinae). As amostragens foram realizadas de outubro de 2017 a fevereiro de 2018 em uma floresta urbana na cidade do Rio de Janeiro, Sudeste do Brasil. Machos e fêmeas apresentaram valores médios gerais semelhantes para os parâmetros analisados. Os machos apresentaram valores de eritrócitos (RBC), hematócrito e basófilos mais altos. As fêmeas apresentaram níveis mais elevados de eosinófilos que os machos. Os valores hematológicos aqui reportados servirão de referência para pesquisas sobre condições de saúde de populações de Artibeus lituratus em vida livre e de cativeiro, assim como para pesquisas sobre patógenos associados a esses morcegos