Vinícius Tonetti: Modelagem de Nicho Ecológico: bases teóricas, finalidades e ferramentas

Data: 5 de abril de 2017
Date: April 5th, 2017

Hora: 14h00
Time: 2:00 PM

Local (Room): Sala de Defesa, Bloco O, Instituto de Biologia, Unicamp, Campinas, São Paulo, Brasil

Modelagem de Nicho Ecológico: bases teóricas, finalidades e ferramentas

A modelagem de nicho ecológico pode ser utilizada em estudos de biologia da conservação, biogeografia (histórica e ecológica), disseminação de doenças infecciosas, previsão dos efeitos das mudanças climáticas, ecologia teórica, entre outros. O seu uso experimentou um grande avanço nas últimas décadas e isso se deve principalmente a um aumento da capacidade de processamento dos computadores e maior disponibilidade e facilidade de acesso às bases de dados. A interpretação crítica dos resultados é parte fundamental do processo de modelagem e exige conhecimento dos conceitos que formam a sua base teórica. Nessa palestra, apresentarei os mecanismos utilizados na modelagem de nicho, focando, sobretudo, nas teorias que a sustentam. Apresentarei os principais usos dos modelos citando exemplos de aplicações práticas. Por último, serão mencionadas as ferramentas e bases de dados mais utilizadas em estudos de modelagem, assim como as vantagens e desvantagens de cada uma delas.

Vinicius R. Tonetti é bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo e mestre em zoologia pela Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP) - Rio Claro. Trabalhou com conservação na Sociedade para a Conservação das Aves do Brasil (SAVE Brasil; BirdLife International Affiliate) e em projetos de pesquisa ornitológica em diversas regiões do país pela Seção de Aves do Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo (MZUSP). Suas áreas de interesse são ecologia e conservação de aves neotropicais.

Ecological Niche Modelling: theoretical bases, purposes and tools

Ecological niche modelling can be used in studies of conservation biology, biogeography (historical and ecological), dissemination of infectious diseases, prediction of the effects of climate change, theoretical ecology, among others. Its use has experienced a breakthrough in recent decades and this is mainly due to increased processing power of computers and increased availability and ease of access to databases. Critical interpretation of results is a fundamental part of modelling process and requires knowledge of the concepts that form its theoretical basis. In this lecture I will present the mechanisms used in niche modelling, focusing in the theories that support it. I will show the main uses of models citing examples of practical application. Finally, I will mention the tools and databases most used in modelling studies, as well the advantages and disadvantages of each one of them.

Vinicius R. Tonetti has a degree in Biological Sciences from the University of São Paulo (USP) and a Master degree in Zoology from Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho" (UNESP) – Campus Rio Claro. He worked with conservation in the Bird Society of Brazil (SAVE Brazil, BirdLife International Affiliate) and ornithological research projects in several regions of Brazil by the Bird Section of the Museum of Zoology of the University of São Paulo (MZUSP). He has interest in ecology and conservation of Neotropical birds.

Mariana Pereyra: Diversidade e composição de espécies de formigas epígeas em paisagens fragmentadas do Bosque Chaqueño

Data: 30 de março de 2017
Date: March 30th, 2017

Hora: 14h00
Time: 2:00 PM

Local (Room): Sala da Congregação, Bloco L, Instituto de Biologia, Unicamp, Campinas, São Paulo, Brasil

Diversidade e composição de espécies de formigas epígeas em paisagens fragmentadas do Bosque Chaqueño: padrões de mudança e consequências sobre interações planta-animal

A fragmentação do habitat é um dos principais processos de mudança global que afeta diferentes componentes da biodiversidade (composição, estrutura e funcionalidade). Considerando os insetos, as formigas são um grupo particularmente sensível à fragmentação da floresta. Na floresta do Chaco, a substituição de florestas nativas por novos usos da terra (monoculturas) poderia produzir mudanças na composição, riqueza e abundância de comunidades de formigas que poderiam acabar afetando as interações que as formigas estabelecem com outros organismos. O objetivo principal da tese foi estudar a composição, riqueza e abundância de formigas epigárias e a interação entre formigas e uma planta com nectários extraflorais dos gêneros Croton em paisagens fragmentadas da floresta do Chaco (Córdoba, Argentina). No total, 66 espécies de formigas foram coletadas. Considerando-se o processo de fragmentação, o padrão mais consistente foi a redução da abundância e riqueza e a mudança na composição das formigas na matriz de cultura quando comparada com fragmentos florestais adjacentes. Além disso, foram detectadas alterações na composição de espécies de formigas entre paisagens, fragmentos de área diferente e entre borda e interior de fragmentos florestais. A composição de espécies de formigas que visitaram nectários extraflorais de Croton lachnostachyus foi diferente entre borda e interior, mas não foi diferente quando foram considerados fragmentos florestais de área diferente. Os danos foliares foram maiores nas plantas localizadas no interior das florestas do que nas bordas da floresta. O experimento de exclusão das formigas mostrou que a massa da semente, a germinação e os danos foliares não diferiram entre as plantas excluídas e não excluídas das formigas; No entanto, a produção de frutos e sementes foi maior nas plantas de controle pelo menos em um dos dois anos considerados. Esses resultados evidenciam que as mudanças no uso da terra, especificamente a fragmentação florestal e a substituição concomitante por monoculturas, estão afetando as comunidades de formigas da floresta do Chaco e, consequentemente, as interações que as formigas estabelecem com as plantas. Portanto, é necessário continuar e aprofundar o estudo desses padrões e resultados experimentais para desvendar os mecanismos por trás deles e projetar estratégias de conservação concretas para esses grupos de organismos que são muito importantes para uma diversidade de processos ecológicos.

Mariana Pereyra atualmente é pós-doutoranda com bolsa de estudos do CONICET (Argentina). Sua pesquisa está focada na dispersão secundária de sementes por formigas em plantas invasoras em relação ao processo de fragmentação de habitat. Ela fez seu doutorado trabalhando com comunidades de formigas em paisagens fragmentadas. Seus interesses de pesquisa estão relacionados à biologia das formigas, à ecologia das formigas e às interações planta-formiga, principalmente no contexto de mudanças globais, mais especificamente, mudanças no uso da terra.

Diversity and species composition of epigeous ants in fragmented landscapes in Bosque Chaqueño: patterns of change and consequences on plant-animal interactions

Habitat fragmentation is one of the main processes of global change that affect different biodiversity components (compositional, structural and functional). Considering insects, ants are a particularly sensible group to forest fragmentation. In Chaco forest, the replace of native forests by new land uses (monocultures) could produce changes in composition, richness and abundance of ant communities that could end up affecting the interactions that ants establish with other organisms. The main objective of the Thesis was to study the composition, richness and abundance of epigeal ants and the interaction between ants and a plant with extrafloral nectaries from the genera Croton in fragmented landscapes of Chaco forest (Córdoba, Argentina). Totally, 66 ant species were collected. Considering fragmentation process, the most consistent pattern was the reduction in abundance and richness and changes in ant’s composition in the culture matrix when compared with adjacent forest fragments. In addition, there were detected changes in ant’s species composition between landscapes, fragments of different area and between edge and interior of forest fragments. Ant species composition that visited extrafloral nectaries of Croton lachnostachyus was different between edge and interior, but it was not different when there were considered forest fragments of different area. Foliar damage was higher in plants located at forests interior than forest edges. The ant exclusion experiment showed that seed mass, germination and foliar damage did not differ between plants excluded ant not excluded from ants; nevertheless, fruit and seed production was higher in control plants at least in one of the two years considered. These results highlight that land use changes, specifically forest fragmentation, and the concomitant replace by monocultures are affecting ant communities from Chaco forest, and in consequence the interactions that ants establish with plants. Therefore, it is necessary to continue and deepen the study of these patterns and experimental results to disentangle the mechanisms behind them and to design concrete conservations strategies for these group of organisms that are very important for a diverse array of ecological processes.

Mariana Pereyra is currently a Postdoctoral student with a research scholarship from CONICET (Argentina). Her research is focused on secondary dispersal of seeds by ants on invasive plants in relation to habitat fragmentation process. She has done her PhD working with ant communities in fragmented landscapes. Her research interests are related to ant biology, ant ecology and ant-plant interactions mainly in the context of global changes; more specifically land use changes.

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Pedro Brancalion: Potenciais e limitações da restauração florestal para conservação da biodiversidade e provisão de serviços ecossistêmicos

Data: 28 de março de 2017
Date: March 28th, 2017

Hora: 10h00
Time: 10:00 AM

Local (Room): Sala da Congregação, Bloco L, Instituto de Biologia, Unicamp, Campinas, São Paulo, Brasil

Potenciais e limitações da restauração florestal para conservação da biodiversidade e provisão de serviços ecossistêmicos

A restauração de florestas em larga escala está entre as principais estratégias promovidas por programas internacionais de conservação da biodiversidade e provisão de serviços ecossistêmicos, sendo uma promessa para mitigar os mais diversos problemas ambientais. Esses programas partem da premissa de que a substituição de usos alternativos do solo por florestas nativas resultará em contribuições substanciais para a mitigação das mudanças climáticas globais, mitigação do débito de extinções, melhoria de serviços hidrológicos e provisão de trabalho e renda. No entanto, há ainda uma limitada base de conhecimento para sustentar essas premissas. Nessa palestra, apresentarei um resumo geral das evidências apontadas na literatura científica sobre a efetividade da restauração florestal para promover a conservação da biodiversidade e provisão de serviços ecossistêmicos, bem como das limitações dessa atividade para atingir esses objetivos. Essa análise crítica da restauração florestal é necessária para que se fomente novas pesquisas para suprir lacunas de conhecimento, orientar políticas públicas e aperfeiçoar os métodos e abordagens de restauração florestal. Por fim, apresentarei algumas das principais iniciativas nacionais e internacionais de restauração em andamento, incluindo minha experiência pessoal com algumas delas, e as oportunidades de envolvimento de jovens pesquisadores.

Pedro Brancalion possui graduação em Engenharia Agronômica e Doutorado em Ciências pela ESALQ/USP. Atualmente é Professor de Silvicultura de Espécies Nativas na Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo (ESALQ/USP), onde coordena o Laboratório de Silvicultura Tropical (LASTROP). Minhas pesquisas e projetos de extensão visam desenvolver conhecimento e tecnologia para manejar e restaurar florestas nativas tropicais de forma economicamente viável e com inclusão social. Adicionalmente, tenho investigado aspectos ecológicos da regeneração de florestas tropicais nativas e em restauração, com foco em ecofisiologia de sementes, visando o entendimento das complexas estratégias adaptativas de espécies arbóreas e das implicações da degradação ambiental na perpetuação dessas espécies.

Potentials and limitations of forest restoration for biodiversity conservation and provision of ecosystem services

Large-scale forest restoration is one of the main strategies promoted by international biodiversity conservation programs and provision of ecosystem services, and is a promise to mitigate the most diverse environmental problems. These programs start from the premise that the substitution of alternative land uses by native forests will result in substantial contributions to global climate change mitigation, mitigation of extinction rate, improvement of hydrological services, and provision of labor and income. However, there is a limited knowledge base to support these premises. In this lecture, I will present a general summary of the evidences from literature on the effectiveness of forest restoration to promote biodiversity conservation and provision of ecosystem services, as well as the limitations of this activity to reach these objectives. This critical analysis of forest restoration is needed to foster new research to fill knowledge gaps, guide public policies and refine methods and approaches in forest restauration. Finally, I will present some of the major national and international restoration initiatives in progress, including my personal experience with some of them, and the opportunities for engaging young researchers.

Pedro Brancalion has a degree in Agronomic Engineering and a PhD in Science from ESALQ / USP. Currently he is professor of Native Species Forestry in the Luiz de Queiroz College of Agriculture of São Paulo University (ESALQ/USP), where he coordinates the Tropical Forestry Lab (LASTROP). His research aims to develop knowledge and technology to manage and restore native tropical forest in an economically viable and socially inclusive way. In addition, he has investigated ecological aspects of regeneration of native and restored tropical forests, focusing in seed ecophysiology, aiming an understanding of complex adaptive strategies of tree species and the implications of environmental degradation in the perpetuation of these species.

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Mario Vallejo-Marín: Hybridisation and genome duplication under global change: An example of rapid speciation in an invasive plant

Data: 22 de março de 2017
Date: March 22nd, 2017

Hora: 14:00
Time: 2:00 PM

Local (Room): Sala IB-11, Bloco O, Prédio da Pós graduação, Instituto de Biologia, Unicamp, Campinas, São Paulo, Brasil

Hibridização e duplicação do genoma sob a mudança global: um exemplo de especiação rápida em uma planta invasora

A mudança global, o que inclui uma rápida alteração do clima, modificação ecológica global devido ao intenso uso da terra, e o comércio e viagens globais, estão modificando a paisagem biológica ao redor do mundo. Uma frequente consequência não-intencional da mudança global é o transporte de espécies para além da sua distribuição nativa. A redistribuição de espécies no planeta está potencialmente aumentando as oportunidades de hibridização, mas as consequências dessa mudança na mistura de espécies são pouco entendidas. Em alguns casos, a hibridização pode ameaçar ecossistemas nativos através da formação de híbridos invasores e vigorosos, ou por adicionar material genético em espécies locais. Em outros casos, hidridização envolvendo espécies não-nativas pode se tornar uma força evolutiva criativa. Aqui eu apresentarei uma visão geral de como uma invasão biológica pode ter dado origem a uma das mais jovens espécies de planta do planeta. Mimulus peregrinus evoluiu nos últimos 150 anos através da hidridização e duplicação do genoma entre duas espécies exóticas. Essa espécie é um excelente sistema de estudo para entender o processo de especiação nos estágios iniciais. Além disso, por ter evoluído por poliploidização, M. peregrinus pode também ser usada para investigar as consequências da duplicação total do genoma na morfologia, arquitetura genômica e expressão gênica. A poliploidia tem grande papel na história evolutiva das plantas, e eventos recentes de poliploidização caracterizam grandes cultivos como algodão, tabaco, batata e café. Estudos sobre eventos recentes de especiação poliploide natural podem contribuir para o nosso entendimento sobre a dinâmica evolutiva de sistemas naturais e agrícolas, particularmente sob o contexto da atual redistribuição de espécies em nível global.

Mario Vallejo-Marín é bacharel em Ciência pela Universidad Nacional Autónoma de Mexico (UNAM), doutor em filosofia pelo departamento de biologia da Universidade Duke (EUA) e realizou um pós-doutorado no Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da Universidade de Toronto (Canadá). Atualmente é professor na Universidade of Stirling (UK) e é considerado uma autoridade em evolução floral e polinização. Sua principal linha de pesquisa envolve ecologia e evolução de plantas combinando estudos de campo e análise genômica de nova geração, trazendo uma perspectiva ecológica para o campo da genômica.

Hybridisation and genome duplication under global change: An example of rapid speciation in an invasive plant

Global change, which includes a rapidly changing climate, massive ecological modification due to intensive land use, and global trade and travel, are modifying the biological landscape around the world. An often unintended consequence of global change is the transport of species well beyond their native ranges. The redistribution of species around the planet is potentially increasing the opportunities of hybridisation, but the consequences of this change in species intermixing is little understood. In some cases, hybridisation may threat native ecosystems through the formation of vigorous, invasive hybrids, or by genetically swamping local species. In other cases, hybridisation involving non-native species can become a creative evolutionary force. Here I will present an overview of how a biological invasion has given rise to one of the youngest plant species in the planet. The Scottish monkeyflower, Mimulus peregrinus, evolved in the last 150 years through hybridisation and genome duplication between two alien species. The Scottish monkeyflower provides an excellent study system to understand the process of speciation at the very early stages. Moreover, because this species evolved through polyploidisation, M. peregrinus can also be used to investigate the consequences of whole-genome duplication on morphology, genome architecture and gene expression. Polyploidy has played a major role in the evolutionary history of plants, and recent polyploidisation events characterise major crops such as cotton, tobacco, potato and coffee. Studies of recent, natural, polyploid speciation events can thus contribute to our understanding of the evolutionary dynamics of natural and agricultural systems, particularly under the context of the current global redistribution of species.

Mario Vallejo-Marín holds a bachelor degree in Science from the National Autonomous University of Mexico (UNAM), a Ph.D. in Philosophy from the Department of Biology at Duke University and a postdoctoral fellow at the Department of Ecology and Evolutionary Biology at the University of Toronto (Canada). Currently he is a senior lecturer at University of Stirling (UK) ans is considered an authority in floral evolution and pollination. His major research involves plant ecology and evolution, combining field studies and next-generation genomic analysis, bringing an ecology perspective to the field of genomics.

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Mathias Pires: Interações ecológicas e extinções biológicas: investigando causas e consequências da perda de diversidade

Data: 15 de março de 2017
Date: March 15th, 2017

Hora: 14:00
Time: 2:00 PM

Local (Room): Sala IB-11, Bloco O, Prédio da Pós-Graduação, Instituto de Biologia, Unicamp, Campinas, São Paulo, Brasil

Interações ecológicas e extinções biológicas: investigando causas e consequências da perda de diversidade

As espécies em uma comunidade ecológica estão conectadas umas às outras por diferentes tipos de interações. Interações influenciam a expansão e contração de populações e acoplam as dinâmicas populacionais das diferentes espécies. Portanto, a forma como as interações estão organizadas determina não somente os fluxos de energia na comunidade, mas também como a comunidade responde a uma perturbação ou mesmo se reorganiza após a perda de espécies. Apresentarei um conjunto de resultados de estudos recentes no qual exploramos como interações ecológicas influenciam e são influenciadas por mudanças na diversidade. Combinando o registro fóssil e métodos matemáticos, investigamos o papel de interações ecológicas na extinção de grandes mamíferos no Antigo Egito e na extinção da megafauna do Pleistoceno nas Américas. Examinamos em seguida as consequências da extinção de grandes vertebrados para o serviço de dispersão de sementes e as possíveis implicações da perda dessas interações para a estrutura da vegetação. Por fim, discutirei os possíveis efeitos de interações ecológicas em grandes padrões de diversificação, desde radiações evolutivas até o declínio e potencialmente a extinção de clados.

Mathias M. Pires é formado em Ciências Biológicas e é Mestre em Ecologia pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), e é Doutor em Ecologia pela Universidade de São Paulo (USP), desenvolvendo parte do seu doutorado na Universidade da Califórnia-Santa Cruz (UCSC). Atualmente é pós-doutorando na Universidade de São Paulo e recentemente concluiu um pós-doc de curta duração na Universidade da Califórnia-Berkeley. Ele é interessado em entender como interações ecológicas são organizadas na natureza e como elas moldam o funcionamento de sistemas ecológicos, afetando a diversidade em escalas local e regional e no tempo ecológico e evolutivo.

Ecological interactions and biological extinctions: investigating causes and consequences of biodiversity loss

Species in an ecological community are connected to each other by different kinds of interactions. Interactions affect the expansion and contraction of populations and couple the population dynamics of distinct species. Therefore, the way interactions are organized determines not only the patterns of energy flow in a community, but also how the community responds to perturbation or even reorganizes after species loss. I will present a set of results from recent studies in which we explored how ecological interactions affect and are affected by changes in diversity. Combining the fossil record and mathematical models, we investigated the role of ecological interactions in the extinction of large mammals in Ancient Egypt and the extinction of the Pleistocene megafauna in the Americas. Then we examined the consequences of large vertebrates extinction for seed dispersal services and the possible implications of interaction loss on vegetation structure. Finally, I will discuss possible effects of ecological interactions on great diversification patterns, from evolutionary radiations to the decline and potential extinction of clades.

Mathias M. Pires is graduated in Biological Sciences and has M.Sc. degree in Ecology at Campinas State University (UNICAMP), and has a Ph.D. degree in Ecology at São Paulo University (USP), developing part of his Ph.D. project at the University of California-Santa Cruz (UCSC). Currently, he is a Postdoc at São Paulo University (USP) and recently concluded a short-term Postdoc at University of California-Berkeley. He is interested in understanding how ecological interactions are organized in nature and how they shape the functioning of ecological systems affecting diversity at local and regional scales and in ecological and deep time.

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