https://hdl.handle.net/1884/39625 Wed, 22 Apr 2026 20:46:58 GMT 2026-04-22T20:46:58Z https://hdl.handle.net/1884/99186 Variação espacial de comunidades de biofouling em estuários com e sem atividade portuária Resumo: O aumento das atividades antrópicas em regiões costeiras tem levado à expansão de superfícies artificiais que atuam como substratos para organismos marinhos, facilitando a introdução de espécies exóticas. Esse fenômeno contribui para a homogeneização biótica, que descreve a diminuição da variação espacial na composição das espécies entre as comunidades locais ao longo de um gradiente geográfico. Este estudo tem como objetivo avaliar a variação espacial na composição das comunidades incrustantes em quatro estuários brasileiros das regiões Sudeste e Sul, comparando áreas afetadas e não afetadas por estruturas portuárias durante o verão e o inverno, com base nos padrões de diversidade beta. As amostragens foram realizadas utilizando placas de polietileno submersas em cada estuário por um período de 3 meses, em 2017 e 2018, cobrindo ambas as estações do ano. A análise revelou a presença de 19 espécies exóticas, 16 criptogênicas e 6 nativas, formando comunidades distintas em cada baía, com influência das variações sazonais. A maioria das espécies que mais contribuíram para a formação das comunidades possui formas de vida colonial e a variação espacial na composição dos organismos parece ser contexto-dependente. A diversidade de impactos observada em todos os estuários estudados, assim como a alta capacidade de dispersão das espécies, indicam que não há evidências suficientes para concluir que estuários com atividade portuária apresentem menor variação espacial nas comunidades. A região de Paranaguá, fortemente impactada por estruturas portuárias, apresentou curvas de dissimilaridade acentuadas, refutando parcialmente nossa hipótese inicial. Também demonstramos que há variação composicional entre as estações, mas que esta não influencia os padrões de variação espacial; Abstract: The increase in anthropogenic activities in coastal regions has led to the expansion of artificial surfaces that serve as substrates for marine organisms, facilitating the introduction of exotic species. This phenomenon contributes to biotic homogenization, which describes the reduction of spatial variation in species composition among local communities along a geographic gradient. This study aims to assess the spatial variation in the composition of fouling communities in four Brazilian estuaries in the Southeast and South regions, comparing areas affected and unaffected by port structures during both summer and winter, based on beta diversity patterns. Sampling was carried out using submerged polyethylene plates in each estuary for a period of 3 months, in 2017 and 2018, covering both seasons of the year. The analysis revealed the presence of 13 exotic species, 15 cryptogenic species, and 9 native species, forming distinct communities in each bay, influenced by seasonal variations. Most of the species that contributed most to community formation have colonial life forms, and the spatial variation in the composition of organisms appears to be context-dependent. The diversity of impacts observed in all the estuaries studied, as well as the high dispersal capacity of the species, suggests that there is insufficient evidence to conclude that estuaries with port activity exhibit lower spatial variation in their communities. The Paranaguá region, heavily impacted by port structures, showed pronounced dissimilarity curves, partially refuting our initial hypothesis. We also demonstrated that there is compositional variation between seasons, but this does not influence the patterns of spatial variation Orientador: Prof.ª Dr. Andre Andrian Padial; Coorientadora: Prof. Dra. Rosana Moreira da Rocha; Banca: André Adrian Padial (Presidente da Banca), Gustavo Muniz Dias, Luis Felipe Skinner e Rosana Moreira da Rocha; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 27/03/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/99186 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99039 O processo de invasão de Limnoperna fortunei na bacia do Rio Iguaçu : um panorama quase 10 anos após a primeira avaliação = The invasion process of Limnoperna fortunei in the Iguaçu River basin: an overview almost 10 years of the first evaluation Resumo: O mexilhão-dourado, Limnoperna fortunei (Dunker, 1857), é um molusco bivalve invasor de origem asiática que se disseminou rapidamente nas últimas décadas, causando impactos ecológicos e econômicos significativos. Este estudo investigou a diversidade genética e a estrutura populacional de L. fortunei na bacia do Baixo Rio Iguaçu e no reservatório de Itaipu (Bacia do Alto Rio Paraná), utilizando SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) por meio de Genotipagem por Sequenciamento (GBS), com os seguintes objetivos: (1) caracterizar o cenário genético atual das populações; e (2) comparar os resultados com dados prévios literatura, para avaliar mudanças temporais. Foram coletados indivíduos em quatro locais: UHE Salto Caxias, montante e jusante da UHE Baixo Iguaçu e reservatório da UHE Itaipu. As análises revelaram três padrões principais: (i) alta conectividade genética entre as populações do Baixo Iguaçu, com ausência de estruturação significativa, indicando intenso fluxo gênico mediado por dispersão hidrológica natural e transporte antrópico; (ii) nítida diferenciação genética entre as populações do Iguaçu e Itaipu, evidenciando o efeito de barreira das Cataratas do Iguaçu na limitação do fluxo gênico entre estas bacias; e (iii) dinâmicas populacionais distintas entre os sistemas, com fluxo gênico bidirecional no Iguaçu (especialmente na região da UHE Baixo Iguaçu) e menor conectividade com Itaipu. A comparação temporal com Borges et al. (2017) indica padrões persistentes de conectividade ao longo do Iguaçu, mas com diferenciação sutil entre subpopulações, sugerindo dispersão contínua sem novas introduções externas, além de demonstrar que as Cataratas do Iguaçu permanecem como barreira efetiva entre bacias. Esses achados reforçam a importância de considerar tanto fatores naturais quanto antropogênicos na dinâmica populacional desta espécie invasora em ambientes fragmentados, auxiliando no processo de criação de estratégias de manejo, como controle de vetores antrópicos entre reservatórios e monitoramento genético para detecção de mudanças nos padrões de dispersão; Abstract: The golden mussel, Limnoperna fortunei (Dunker, 1857), is an invasive Asian bivalve mollusk that has rapidly spread in recent decades, causing significant ecological and economic impacts. This study investigated the genetic diversity and population structure of L. fortunei in the Lower Iguaçu River basin and the Itaipu Reservoir (Upper Paraná River basin), using Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) through Genotyping-by-Sequencing (GBS), with the following objectives: (1) to characterize the current genetic scenario of the populations; and (2) to compare the results with previous literature data to assess temporal changes. Individuals were collected at four sites: Salto Caxias Hydroelectric Power Plant (HPP), upstream and downstream of Baixo Iguaçu HPP, and the Itaipu HPP reservoir. The analyses revealed three main patterns: (i) high genetic connectivity among Baixo Iguaçu populations, with no significant structure, indicating intense gene flow mediated by natural hydrological dispersal and anthropogenic transport; (ii) clear genetic differentiation between Iguaçu and Itaipu populations, demonstrating the barrier effect of Iguaçu Falls in limiting gene flow between these basins; and (iii) distinct population dynamics between systems, with bidirectional gene flow in the Iguaçu (especially in the Baixo Iguaçu HPP region) and lower connectivity with Itaipu. The temporal comparison with Borges et al. (2017) shows persistent connectivity patterns along the Iguaçu, but with subtle differentiation among subpopulations, suggesting continuous dispersal without new external introductions, while confirming that Iguaçu Falls remains an effective barrier between basins. These findings reinforce the importance of considering both natural and anthropogenic factors in the population dynamics of this invasive species in fragmented environments, supporting the development of management strategies such as controlling anthropogenic vectors between reservoirs and genetic monitoring to detect changes in dispersal patterns Orientador: Prof. Dr. Walter Antônio Pereira Boeger; Coorientador: Dr. Rafael Antunes Baggio; Banca: Rafael Antunes Baggio (Presidente da Banca), Gustavo Alberto Darrigran e Roberto Ferreira Artoni; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 31/07/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/99039 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/100390 Padrões de diversidade de samambaias e licófitas da mata atlântica Resumo: A biodiversidade engloba toda a variação em sistemas biológicos, desde o nível molecular até o ecossistêmico, e seu estudo é crucial nas áreas da ecologia e biogeografia. Abordagens recentes propõem a consideração de múltiplas dimensões da biodiversidade, como a taxonômica, funcional e filogenética, para uma compreensão mais holística e apropriada em ações de conservação. Além disso, a avaliação de diferentes componentes da biodiversidade (alfa, beta e gama) são cruciais para compreender diferentes aspectos dos padrões de diversidade e seus determinantes. Samambaias e licófitas são duas linhagens distintas de plantas vasculares que compartilham muitas características morfológicas, fisiológicas e funcionais. A Mata Atlântica é uma região interessante para estes grupos, dada a grande riqueza e endemismo encontrados no bioma, associados ao histórico climático e geológico da região, além da grande variabilidade ambiental. Nesta tese, descrevemos os padrões de distribuição e diferentes dimensões da diversidade de samambaias e licófitas da Mata Atlântica, além de avaliar os impactos das mudanças climáticas e a efetividade das Unidades de Conservação em proteger a diversidade. No Capítulo 1, demonstramos que a riqueza e tamanho de distribuição de samambaias e licófitas são associadas a variáveis climáticas e ecológicas. Identificamos que regiões com alta diversidade e com espécies com tamanho de distribuição reduzidos estão concentradas na área central do bioma. Além disso, Unidades de Conservação são insuficientes em proteger essas regiões. No Capítulo 2, revelamos que a composição de espécies de samambaias e licófitas muda entre ecorregiões da Mata Atlântica. A substituição de espécies foi mais importante em explicar dissimilaridades na composição de espécies considerando toda a Mata Atlântica e dentro de cada ecorregião. No entanto, o aninhamento foi mais importante em explicar mudanças na composição entre ecorregiões. Diferentes combinações de variáveis climáticas, edáficas e distância geográfica explicaram os padrões de beta diversidade, evidenciando a importância em compreender os processos ecológicos e evolutivos que causam os padrões de biodiversidade. No Capítulo 3, demonstramos que as dimensões taxonômica, funcional e filogenética de samambaias ao longo da Mata Atlântica são concordantes apenas em algumas regiões. Destacamos a importância das ecorregiões da Costa e Interior da Bahia, por comportarem uma grande parte de alta diversidade para todas as dimensões. Identificamos uma diminuição nas diversidades taxonômica e filogenética, e um aumento na diversidade funcional em cenários futuros de mudanças climáticas. Discutimos como esses resultados apontam para um processo de homogeneização das comunidades de samambaias e a consequente diminuição da sua resistência. Esse resultado é especialmente importante quando combinado com a baixa proteção por Unidades de Conservação para todas as dimensões da diversidade. Esta tese apresenta novas informações sobre a diversidade e distribuição de samambaias e licófitas, evidenciando, principalmente, os diferentes padrões encontrados entre as linhagens e a alta ameaça que as mudanças climáticas representam para a diversidade destes organismos da Mata Atlântica.; Abstract: Biodiversity encompasses all variation in biological systems, from the molecular to the ecosystem level, and its study is crucial in the fields of ecology and biogeography. Recent approaches propose considering multiple dimensions of biodiversity, such as taxonomic, functional, and phylogenetic, for a more holistic understanding and appropriate application in conservation actions. Moreover, evaluating different components of biodiversity (alpha, beta, and gamma) is critical in understanding various aspects of diversity patterns and their determinants. Ferns and lycophytes are two distinct lineages of vascular plants that share many morphological, physiological, and functional characteristics. The Atlantic Forest is an interesting region for these groups, given the great richness and endemism found in the biome, mainly associated with the historical climatic and geological background, as well as the great environmental variability. In this thesis, we describe the distribution patterns and different dimensions of diversity of ferns and lycophytes in the Atlantic Forest, as well as evaluate the impacts of climate change and the effectiveness of protected areas in conserving diversity. In Chapter 1, we demonstrate that the richness and range sizes of ferns and lycophytes are associated with climatic and ecological variables. We identify regions with high diversity and with small-ranged species concentrated in the central area of the biome. Furthermore, protected areas are insufficient in conserving diversity within this region. In Chapter 2, we reveal that the species composition of ferns and lycophytes changes between ecoregions of the Atlantic Forest. Turnover was more important in explaining dissimilarities in species composition across the entire Atlantic Forest and within each ecoregion. However, nestedness was more important in explaining changes in composition between ecoregions. Different combinations of climatic, edaphic, and geographic distance variables explained the patterns of beta diversity, highlighting the importance of understanding the ecological and evolutionary processes that cause biodiversity patterns. In Chapter 3, we show that the taxonomic, functional, and phylogenetic dimensions of ferns along the Atlantic Forest are only concordant in some regions. We highlight the importance of the Coastal and Interior ecoregions of Bahia, as they harbor a significant part of high diversity for all dimensions. We identify a decrease in taxonomic and phylogenetic diversities, and an increase in functional diversity in future climate change scenarios. We discuss how these results may indicate a process of homogenization of fern communities and the consequent decrease in their resilience. This result is especially important when combined with the low protection by protected areas for all diversity dimensions. This thesis presents new insights into the diversity and distribution of ferns and lycophytes, highlighting, in particular, the different patterns found among lineages and the high threat that climate changes represent for the diversity of these organisms in the Atlantic Forest. Orientadora: Profa. Dra. Marcia Cristina Mendes Marques; Coorientador: Prof. Dr. Paulo Henrique Labiak Evangelista; Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 04/06/2024; Inclui referências; Área de concentração: Ecologia e Conservação Mon, 01 Jan 2024 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/100390 2024-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99591 Seleção de espécies baseada em atributos funcionais para otimizar o estoque de carbono e a biodiversidade na restauração Resumo: A restauração florestal é reconhecida como uma estratégia essencial para mitigar as mudanças climáticas, promover o sequestro de carbono e recuperar serviços ecossistêmicos. Nesse contexto, a seleção de espécies com base em atributos funcionais tem sido defendida como uma abordagem promissora para potencializar os resultados da restauração ecológica e atender a metas nacionais e internacionais, como o Acordo de Paris, o PLANAVEG e o Pacto pela Restauração da Mata Atlântica. Embora se pressuponha que abordagens orientadas por atributos funcionais, daqui em diante denominadas estrutura metodológica (framework), sejam mais eficazes para restaurar ecossistemas com foco na mitigação das mudanças climáticas, ainda é limitado o conhecimento sobre o quanto essas abordagens superam métodos tradicionais, nos quais a escolha das espécies não necessariamente prioriza funções ecológicas específicas. Neste estudo, aplicamos um framework recentemente proposto para identificar combinações de espécies de árvores nativas que otimizem múltiplos objetivos da restauração, utilizando como referência dados empíricos in situ obtidos em áreas de Floresta Ombrófila Densa no Litoral do Paraná, em regeneração natural há mais de três décadas no âmbito de um programa de conservação pioneiro. Nosso objetivo foi avaliar o potencial dessa abordagem para otimizar a restauração florestal, com foco simultâneo no estoque de carbono e na riqueza de espécies arbóreas. As simulações mostraram que comunidades formadas por espécies funcionalmente complementares podem atingir, em cerca de 40 anos, estoques de carbono equivalentes aos de florestas naturais com mais de 80 anos, antecipando, em décadas, os benefícios climáticos da restauração. Os conjuntos selecionados otimizaram o estoque de carbono, a riqueza de espécies e a variação da densidade da madeira (WD), garantindo a inclusão de espécies iniciais, intermediárias e tardias, estas últimas geralmente associadas a maior WD e elevado potencial de sequestro de carbono. As comparações abrangeram diferentes janelas temporais, permitindo identificar cenários em que o uso do framework antecipa, em décadas, a obtenção de estoques de carbono equivalentes aos de florestas maduras. Os resultados reforçam a importância de incorporar abordagens baseadas em atributos funcionais no planejamento da restauração ativa e do enriquecimento florestal, não apenas de espécies de crescimento rápido, mas também de espécies funcionalmente complementares capazes de otimizar serviços ecossistêmicos. Essa abordagem mostra-se promissora para aumentar a eficácia de projetos de restauração ativa em biomas tropicais focados em serviços ecossistêmicos, com potencial de aplicação em larga escala e de integração a políticas públicas de mitigação climática e de conservação da biodiversidade; Abstract: Forest restoration is recognized as a crucial strategy to mitigate climate change, promote carbon sequestration, and restore ecosystem services. In this context, species selection based on functional attributes has been advocated as a promising approach to enhance the results of ecological restoration and meet national and international goals, such as the Paris Agreement, PLANAVEG, and the Atlantic Forest Restoration Pact. Although it is assumed that approaches guided by functional attributes, hereinafter referred to as a methodological framework, are more effective in restoring ecosystems with a focus on climate change mitigation, knowledge is still limited on how much these approaches outperform traditional methods, in which the choice of species does not necessarily prioritize specific ecological functions. In this study, we applied a recently proposed framework to identify combinations of native tree species that optimize multiple restoration objectives, using as a reference empirical in situ data obtained in areas of Dense Ombrophilous Forest on the coast of Paraná, undergoing natural regeneration for more than three decades within the scope of a pioneering conservation program. Our objective was to evaluate the potential of this approach to optimize forest restoration, with a simultaneous focus on carbon stock and tree species richness. Simulations showed that communities formed by functionally complementary species can reach, in about 40 years, carbon stocks equivalent to those of natural forests over 80 years old, anticipating by decades the climate benefits of restoration. The selected sets optimized carbon stock, species richness, and wood density variation (WD), ensuring the inclusion of early, intermediate, and late-successional species, the latter generally associated with higher WD and high carbon sequestration potential. The comparisons spanned different time windows, enabling the identification of scenarios in which the framework's use anticipates achieving carbon stocks equivalent to those of mature forests by decades. The results reinforce the importance of incorporating approaches based on functional attributes in the planning of active restoration and forest enrichment, including not only fast-growing species but also functionally complementary species that can optimize ecosystem services. This approach holds promise for enhancing the effectiveness of active restoration projects in tropical biomes, focusing on ecosystem services, with potential for large-scale application and integration into public policies aimed at mitigating climate change and conserving biodiversity Orientador: Prof.ª Dr. Marcos Bergmann Carlucci; Coorientador: Prof. Dr. André Ganem Coutinho; Banca: Marcos Bergmann Carlucci (Presidente da Banca), Sandra Cristina Muller, Marcia Cristina Mendes Marques; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 26/08/2025; Inclui referências Wed, 01 Jan 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/1884/99591 2025-01-01T00:00:00Z