https://hdl.handle.net/1884/96714 2026-06-05T10:57:53Z https://hdl.handle.net/1884/97429 Bioacumulação de metais em áreas úmidas costeiras : interações entre sedimento, água e vegetação Resumo: Áreas úmidas marinhas agem como filtros naturais de poluentes provenientes de diversas fontes: oceânicas, terrestres e atmosféricas. Metais pesados provenientes de efluentes de áreas urbanas, assim como resíduos de combustíveis e óleos lubrificantes, podem contribuir para a contaminação dos ecossistemas nessas regiões. A Lagoa da Conceição é uma laguna em Florianópolis, SC, destino de turistas do mundo todo, principalmente em meses de verão, quando a população dobra em tamanho, assim como seus resíduos. A coleta e o tratamento de efluentes domésticos não acompanha o crescimento da região, o que contribui para a queda na qualidade da água do ambiente, que é procurado para a pesca, prática de esportes náuticos, passeios de barco e gastronomia dos restaurantes locais. A situação do corpo hídrico se agravou com o rompimento de uma Lagoa de Evapoinfiltração de Esgotos (LEI), que armazena efluente tratado de uma Estação de Tratamento de Esgotos, cujas substâncias como nutrientes e metais pesados não são removidas pelo tratamento convencional. A barragem da LEI se rompeu em um evento de chuva extrema em 2021, extravasando seu conteúdo de 500.000m³ de efluente para dentro da Lagoa da Conceição, causando estragos materiais e desequilíbrio ecológico na região. Devido à falta de informações a respeito do impacto deste acidente quanto à concentração de metais pesados no ambiente e os riscos associados, este trabalho teve como objetivo avaliar a contaminação a longo prazo, 2 anos após o evento, verificando o teor de metais pesados (Al, As, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb e Zn) na água superficial, no sedimento e na vegetação do entorno da Lagoa da Conceição. Avaliou se também parâmetros de estado trófico da água (N, P), relacionados à contaminação por esgotos. Os resultados indicam uma contaminação sistêmica no local, provenientes de diversas fontes, como tintas antifouling de embarcações, resíduos liberados em marinas e lançamento irregular de efluentes no corpo d’água. Áreas de menor circulação de água e mais urbanizadas foram mais significativas para a contaminação do que o epicentro do acidente dois anos após o ocorrido. O teor de nutrientes esteve dentro dos limites propostos pela legislação brasileira. A vegetação mostrou importante potencial de fitorremediação, reduzindo teores de metais pesados na água superficial. A espécie Halodule wrightii foi destaque como acumuladora de metais, seguida da espécie Panicum racemosum, que também apresentou alto fator de bioconcentração. Fimbristylis cymosa, se mostrou bastante bioacumuladora, sendo uma novidade no campo da fitorremediação, uma vez que também apresenta grande produção de biomassa. Entre as espécies analisadas, Scirpus sp. demonstrou tolerância ao mercúrio. As análises estatísticas (PERMANOVA, PCA e GAM) mostraram que a variação da concentração de metais nas plantas foi mais significativa devido à fatores ambientais. A biomassa produzida se mostrou como um fator determinante na escolha de espécies para a fitorremediação. A bioacumulação é influenciada por múltiplas variáveis, sendo condições abióticas e espécie-específicas mais importantes do que a distância do epicentro do acidente, neste contexto; Abstract: Marine wetlands act as natural filters for pollutants from various sources, including oceanic, terrestrial, and atmospheric inputs. Heavy metals from urban wastewater, as well as residues from fuels and lubricating oils, can contribute to ecosystem contamination in these regions. Lagoa da Conceição is a coastal lagoon in Florianópolis, SC, a popular tourist destination, especially during the summer months when the population doubles, along with waste production. The collection and treatment of domestic wastewater have not kept pace with the region's growth, leading to a decline in water quality in an environment sought after for fishing, water sports, boat tours, and local gastronomy. The situation worsened following the rupture of an Evaporation-Infiltration Lagoon (LEI), which stores treated effluent from a Sewage Treatment Plant. Conventional treatment does not remove substances such as nutrients and heavy metals. The LEI dam broke during an extreme rainfall event in 2021, releasing 500,000 m³ of effluent into Lagoa da Conceição, causing material damage and ecological imbalance in the region. Due to the lack of information regarding the impact of this accident on heavy metal concentrations in the environment and associated risks, this study aimed to assess long-term contamination, two years after the event. It evaluated the contribution of the accident to heavy metal levels (Al, As, Cd, Cu, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, and Zn) in surface water, sediment, and surrounding vegetation of Lagoa da Conceição. The results indicate systemic contamination in the area, originating from multiple sources, such as antifouling paints from boats, waste released from marinas, and the irregular discharge of effluents into the water body. Areas with lower water circulation and greater urban influence showed higher contamination levels than the accident’s epicenter. Vegetation demonstrated a significant potential for phytoremediation, reducing heavy metal concentrations in surface water. The species Halodule wrightii stood out as a metal accumulator, followed by Panicum racemosum, which also exhibited a high bioconcentration factor. Fimbristylis cymosa proved to be a strong bioaccumulator, representing a novelty in the field of bioremediation. Among the analyzed species, Scirpus sp. demonstrated tolerance to mercury. Statistical analyses (PERMANOVA, PCA, and GAM) showed that metal concentrations in plants varied primarily due to environmental factors. Bioaccumulation is influenced by multiple variables, with the distance from the accident’s epicenter not being a determining factor in this context Orientador: Prof. Dr. Andre Andrian Padial; Coorientador(a): Prof(a). Dr(a). Alessandra Larissa D’Oliveira Fonseca; Banca: Andre Andrian Padial (Presidente da Banca), Mauricio Mello Petrucio, Gisele Carolina Marquardt e Idel Cristiana Bigliardi Milani; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 06/05/2025; Inclui referências; Área de concentração: Botânica 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99048 Estudos filogenéticos e moleculares no gênero Triplophyllum Holttum (Tectariaceae) com ênfase em espécies amazônicas : estrutura do plastoma, evolução de caracteres morfológicos e taxinomia Resumo: Triplophyllum pertence à familia Tectariaceae e está representado por cerca de 25 espécies distribuídas nas regiões neotropicais, africanas e de Madagascar. No Brasil, o gênero é especialmente diverso no bioma amazônico, onde ocorrem sete espécies. Estudos prévios confirmam a monofilia do gênero, mas a amostragem limitada ainda impede a clara resolução das relações entre as espécies. Neste estudo, apresentamos os genomas completos de Hypoderris e Triplophyllum e os comparamos com outros genomas já disponíveis, representando as principais linhagens de Polypodiales. Reconstruímos a filogenia molecular para Triplophyllum, com base em quatro marcadores plastidiais: o gene rbcL, e os espaçadores intergênicos rps4-trnG, trnG-trnR e trnL-trnF, e realizamos a reconstrução dos caracteres morfológicos para o gênero. Também descrevemos cinco novos táxons neotropicais: Triplophyllum atlanticum, Triplophyllum ctenitoides, Triplophyllum dalyi, Triplophyllum juruenense, e Triplophyllum neblinae, e designamos um neótipo para Triplophyllum funestum. Os genomas plastidiais sequenciados apresentam 157.784 pares de base para Hypoderris brauniana e 152.493 pb para Triplophyllum hirsutum, ambos com 132 genes, além da descrição de um elemento MORFFO (1866 pares de base). A filogenia incluiu sequencias de 70 espécimes e recuperou Triplophyllum como monofilético, com clados neotropicais, africanos e malgaxes, embora algumas relações internas permaneçam com baixa resolução. As principais sinpomorfias para Triplophyllum incluem o rizoma reptante e as nervuras livres. As principais homoplasias incluem as glândulas na lâmina e indúsios, e tricomas entre nervuras; Abstract: Triplophyllum belongs to the family Tectariaceae and is represented by about 25 species distributed in the Neotropical, African, and Madagascar regions. In Brazil, the genus is particularly diverse in the Amazon biome, where seven species occur. Prior studies confirm the monophyly of the genus, but limited sampling still hinders a clear resolution of the relationships among species. In this study, we present the complete genomes of Hypoderris and Triplophyllum and compare them with other genomes already available, representing the main lineages of Polypodiales. We reconstructed the molecular phylogeny for Triplophyllum, based on four plastid markers: the rbcL gene, and the intergenic spacers rps4-trnG, trnGtrnR, and trnL-trnF, and performed the reconstruction of morphological characters for the genus. We also describe five new Neotropical taxa: Triplophyllum atlanticum, Triplophyllum ctenitoides, Triplophyllum dalyi, Triplophyllum juruenense, and Triplophyllum neblinae, and designated a neotype for Triplophyllum funestum. The sequenced plastid genomes show 157,784 base pairs for Hypoderris brauniana and 152,493 bp for Triplophyllum hirsutum, both with 132 genes, in addition to the description of a MORFFO element (1866 base pairs). The phylogeny included sequences from 70 specimens and recovered Triplophyllum as monophyletic, with Neotropical, African, and Malagasy clades, although some internal relationships remain poorly resolved. The main synapomorphies for Triplophyllum include a creeping rhizome and free venation. The main homoplasies include lamina and indusia glands, and hairs among the veins Orientador: Prof. Dr. Paulo Henrique Labiak Evangelista; Banca: Paulo Henrique Labiak Evangelista (Presidente da Banca), Mateus Arduvino Reck, Fernando Bittencourt de Matos e Jefferson Prado; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 18/07/2025; Inclui referências 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99563 Restauração da Mata Atlântica : da reintrodução de espécies nativas à mitigação das mudanças climáticas por meio do estoque de carbono Resumo: Diante das atuais crises climáticas e de biodiversidade, metodologias que permitam direcionar os recursos financeiros nas ações de restauração ecológica e permitam mitigar os efeitos dessas crises são necessárias. Embora diversas iniciativas de restauração tenham sido desenvolvidas no hotspot da Mata Atlântica (MA), e embora o Brasil conte com previsão legal de que proprietários de imóveis rurais tenham que restaurar áreas em déficit legal de vegetação nativa, a efetividade das ações de restauração nesses locais pode ser comprometida devido à disponibilidade limitada de espécies em viveiros de mudas. Até que ponto essa limitação de espécies para empregar na restauração pode restringir a estocagem de carbono, essencial para mitigar as mudanças climáticas, em áreas restauradas ainda é desconhecido. Mitigar os efeitos das mudanças climáticas requer abordagens que permitam identificar espécies resistentes, garantindo a efetividade das ações de restauração a longo prazo. Nesse sentido, a priorização espacial, uma ferramenta que permite integrar diferentes informações, relacionadas à distribuição geográfica das espécies, capacidade de estocar carbono e informações de déficit legal de vegetação nativa, pode ser usada para identificar as áreas ótimas para a restauração e direcionar o investimento para a restauração. Diante do exposto, no primeiro capítulo desta tese, realizei uma revisão sistemática da literatura sobre a restauração da Floresta Ombrófila Mista (FOM), que permanece sub-representada em pesquisas sobre restauração da MA, apesar de ser historicamente uma das mais ameaçadas, que encontrou a predominância da restauração passiva e o uso de 103 espécies nos projetos de restauração ativa, das quais a maioria são espécies arbóreas, não pioneiras, não endêmicas, dispersas por animais e não ameaçadas de extinção. No segundo capítulo, integrando Modelos de Nicho Ecológico (ENMs) com um arcabouço metodológico que permite selecionar espécies para a restauração, mapeei o potencial diferencial de estoque de carbono na MA até 2050, tanto utilizando o banco de espécies disponíveis em viveiros quanto as espécies do banco regional. Identifiquei espécies prioritárias para otimizar o estoque de carbono e diversidade e identifiquei espécies que não estão inclusas em viveiros. Nesse capítulo, identifiquei que, se a restauração fosse realizada usando só as espécies disponíveis nos viveiros, haveria uma redução no potencial de estocar carbono nas áreas restauradas. Além disso, encontrei que aproximadamente 80 espécies são as mais importantes em soluções ótimas para estoque de carbono e diversidade na Floresta Estacional (FES), 131 para a FOM, 213 para a Mata Atlântica stricto sensu (MAss), das quais 42, 99 e 178, respectivamente, não estão disponíveis nos viveiros de restauração e poderiam ser priorizadas. No terceiro capítulo, integrando ENMs ao arcabouço metodológico para a seleção de espécies, realizei uma análise de priorização espacial para identificar áreas prioritárias para restauração de MA com base na distribuição de espécies resistentes às mudanças climáticas e no potencial de estoque de carbono em propriedades rurais com déficit legal de vegetação nativa. Nesse capítulo, encontrei que a FOM concentra a maior quantidade de áreas prioritárias para a restauração, enquanto a MAss apresenta a menor quantidade. Portanto, minha tese contribui para o conhecimento da restauração da MA, subsidia a seleção de espécies que devem ser incluídas nos viveiros para a restauração, assim como a seleção de áreas prioritárias para restauração da MA com foco na mitigação das mudanças climáticas; Abstract: Given the current climate and biodiversity crises, methodologies that allow for directing financial resources toward ecological restoration actions and mitigate the effects of these crises are necessary. Although several restoration initiatives have been developed in the Atlantic Forest hotspot (AF), and although Brazil has a legal requirement that rural property owners must restore areas with a legal native vegetation deficit, the effectiveness of restoration actions in these locations may be compromised due to the limited availability of species in seedling nurseries. The extent to which this limited number of species for use in restoration may restrict carbon stock, essential for mitigating climate change, in restored areas is still unknown. Mitigating the effects of climate change requires approaches that allow for the identification of resilient species, ensuring the effectiveness of restoration actions in the long term. In this sense, spatial prioritization, a tool that allows for the integration of different information related to the geographic distribution of species, carbon stock capacity, and legal native vegetation deficit information, can be used to identify optimal areas for restoration and direct investment towards restoration. Given the above, in the first chapter of this thesis, I conducted a systematic review of the literature on the restoration of the Araucaria Mixed Forest (AMF), which remains underrepresented in research on AF restoration, despite being historically one of the most threatened. I found the predominance of passive restoration and the use of 103 species in active restoration projects, most of which are tree species, non-pioneers,non-endemics, animal-dispersed, and not threatened with extinction. In the second chapter, I integrated Ecological Niche Models (ENMs) with a framework that allows selecting species for restoration, to map the differential carbon stock potential in the AF of Paraná until 2050, between the exclusive use of species available in nurseries and the use of all species in the regional bank. I identified priority species for optimizing carbon stock and diversity, and I also identify priority species for inclusion in nurseries to optimize carbon stock in restoration projects. I found that if restoration were carried out using only the species available in the nurseries, there would be a reduction in the carbon storage potential in the restored areas. Furthermore, I found that approximately 80 species are most important for carbon storage in the Seasonal Forest (SF), 131 for the AMF, and 213 for the Atlantic Rainforest (ARF); of which 42, 99, and 178, respectively, are not available in the restoration nurseries and could be prioritized there. In the third chapter, integrating ENMs with the species selection framework, I conducted a spatial prioritization analysis to identify priority areas for AF restoration in Paraná based on the distribution of climate-resilient species and the carbon stock potential on rural properties with legal native vegetation deficit. I also considered the exclusive use of species available in nurseries and the use of all species from a regional set for 2050. I found that the AMF concentrates the largest number of priority areas for restoration, while the ARF has the fewest. Therefore, my thesis contributes to the knowledge of AF Forest restoration, informing the selection of species that should be included in nurseries for restoration, as well as the selection of priority areas for AF restoration to mitigate climate change Orientador: Prof. Dr. Marcos Bergmann Carlucci; Coorientadora: Dra. Fernanda Thiesen Brum; Banca: Marcos Bergmann Carlucci (Presidente da Banca), Victor Pereira Zwiener, Pedro Higuchi e Marília Borgo; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biol[ogicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 29/09/2025; Inclui referências; Área de concentração: Botânica 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/97183 Efeito da paisagem e do manejo agrícola nas redes de interação cultura polinizador em policulturas de pequenos estabelecimentos rurais Resumo: A polinização biótica é um dos serviços ecossistêmicos mais valiosos para a agricultura, aumentando a qualidade e a quantidade da produção. No entanto, esse serviço está ameaçado por mudanças ambientais intensas, especialmente pela conversão da cobertura e uso do solo decorrentes da intensificação agrícola. O uso intensivo do solo impacta os ecossistemas em diferentes escalas, promovendo a simplificação ecológica que desencadeia a perda da biodiversidade e da funcionalidade ecossistêmica. Polinizadores essenciais, como as abelhas, têm acesso reduzido a recursos e habitats, comprometendo sua riqueza e interações. A perda dessas interações ameaça o serviço de polinização, colocando em risco a produção agrícola e a segurança alimentar. Nesta tese, investigamos como a agricultura, em diferentes escalas, afeta as redes de interação cultura-polinizador. Analisamos variáveis emergentes no entorno dos estabelecimentos agrícolas (estrutura da paisagem e configuração florestal) e na área interna dos estabelecimentos (complexidade do uso da terra e heterogeneidade do cultivo). Avaliamos seus efeitos sobre a composição (índices de ß diversidade de interações: ßWS, ßST, ß’OS e ßST.h; Capítulo I), estrutura (métricas de topologia: assimetria, conectância, modularidade, aninhamento e especialização; Capítulo II) e robustez (computada em diferentes cenários de extinção; Capítulo III) das redes formadas por culturas e abelhas polinizadoras. Nós coletamos os dados de interação em 15 estabelecimentos agrícolas familiares com plantio de policulturas manejadas de forma convencional ou orgânica (São José dos Pinhais, Paraná, Brasil). Ao todo analisamos 6571 interações entre 26 espécies de culturas e 103 espécies de abelhas. Nossos resultados indicam que as redes cultura polinizador são afetadas tanto em escala regional quanto local, mas os efeitos mais evidentes emergem na escala local. Isso reforça o papel central do produtor na conservação das interações de polinização, pois suas decisões de manejo afetam diretamente essas interações. Todas as variáveis analisadas influenciaram pelo menos um aspecto das redes, evidenciando a natureza multicausal e complexa dos efeitos da agricultura sobre a biodiversidade e as interações ecológicas. A eficácia das medidas locais depende de um contexto paisagístico favorável, demandando mobilização comunitária e políticas públicas para preservar os serviços ecossistêmicos. Assim, ações para a conservação da polinização, essencial para a segurança alimentar, deve considerar múltiplas escalas e envolver diversos atores sociais, desde produtores rurais até formuladores de políticas ambientais; Abstract: Biotic pollination is one of the most valuable ecosystem services for agriculture, increasing both the quality and quantity of production. However, this service is threatened by intense environmental changes, particularly by land cover and land use conversion resulting from agricultural intensification. Intensive land use impacts ecosystems at different scales, promoting ecological simplification that triggers biodiversity loss and ecosystem functionality decline. Essential pollinators, such as bees, have reduced access to resources and habitats, compromising their richness and interactions. The loss of these interactions threatens pollination services, endangering agricultural production and food security. In this thesis, we investigate how agriculture, at different scales, affects aspects of crop-pollinator interaction networks. We analysed emerging variables in the surroundings of farms (landscape structure and forest configuration) and within farms (farm complexity and crop heterogeneity). We assessed their effects on the composition (interaction ß-diversity indices: ßWS, ßST, ß’OS and ßST.h; Chapter I), structure (network topology metrics: asymmetry, connectance, modularity, nestedness and specialisation; Chapter II), and robustness (under different extinction scenarios; Chapter III) of networks formed between crops and pollinating bees. We collected interaction data in 15 smallholder farms with polyculture systems managed conventionally or organically (São José dos Pinhais, Paraná, Brazil). In total, we analysed 6571 interactions among 26 crop species and 103 bee species. Our results indicate that crop-pollinator networks are affected both at regional and local scales, but the strongest effects emerge at the local scale. This reinforces the central role of farmers in pollination interaction conservation, as their management decisions directly affect these interactions. All analysed variables influenced at least one aspect of the networks, highlighting the multicausal and complex nature of agricultural impacts on biodiversity and ecological interactions. The effectiveness of local measures depends on a favourable landscape context, requiring community engagement and public policies to preserve ecosystem services. Thus, actions to conserve pollination, essential for food security, must consider multiple scales and involve a range of social actors, from farmers to environmental policymakers Orientadora: Isabela Galarda Varassin; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 25/04/2025; Inclui referências; Área de concentração: Botânica 2025-01-01T00:00:00Z