Genetic variability of Araucária angustifolia in Southern Brazil to evaluation of environmental services in Araucária forest areas under different historical use

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Macedo, Luciano Medina
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/37211
Resumo: Orientador : Ph.D. Carlos Ricardo Soccol
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spelling Sebbenn, Alexandre MagnoLacerda, Andre Eduardo Biscaia deBittencourt, Juliana Vitória MessiasUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e BiotecnologiaSoccol, Carlos Ricardo, 1953-Macedo, Luciano Medina2024-04-12T17:03:53Z2024-04-12T17:03:53Z2014https://hdl.handle.net/1884/37211Orientador : Ph.D. Carlos Ricardo SoccolCoorientadores :Ph.D. Alexandre Magno Sebbenn, Ph.D. André Biscaia de Lacerda e Ph.D. Juliana Vitória Messias BittencourtTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa: Curitiba, 19/08/2014Inclui referênciasÁrea de concentração: Agroindústria e biocombustíveisResumo: A avaliação dos serviços ambientais em florestas nativas é uma abordagem conservacionista recente, que tem como objetivo incentivar a conservação de áreas com bioma nativos em propriedades rurais particulares. Áreas relavantes para determinados biomas podem ser priorizadas para receberem compensações por seus ativos ambientais, seja na forma de pagamentos em espécie ou incentivos fiscais aos seus proprietários. Entretanto, uma das maiores dificuldades está na definição dos critérios de elegibilidade para identificar áreas relevantes, pois estas precisam ser selecionadas de acordo com o bioma e a finalidade do programa de serviço ambiental. Esta tese teve como objetivo avaliar parâmetros genéticos da espécie Araucaria angustifolia em diferentes cenários, em busca de parâmetros científicos que possam ser utilizados em estratégias de conservação do bioma da Floresta com Araucária. Historicamente a Floresta com Araucária proveu madeira e vida selvagem em abundância para os primeiros colonizadores, mas o desenvolvimento trouxe como consequência a redução das áreas em estágios primários de conservação para menos de 5% de sua área original. Atualmente extensas áreas de Floresta com Araucária são raras e muitos remanescentes são pequenos e fisicamente desconectados na paisagem. Foram coletadas sementes de A. angustifolia em quatro locais com diferentes históricos de conservação e uso da terra aos redores da Estação Experimental da EMBRAPA em Caçador - SC, um dos maiores maciços contínuos da Floresta com Araucária. Adicionalmente, foi realizado um senso nas árvores de Araucária adultas em um fragmento florestal de sete hectares (295 árvores). A coleta e isolamento de DNA destas árvores adultas exigiu o ajuste de uma nova metodologia, que apresenta maior produtividade na etapa de campo e pode ser aplicada em uma grande variedade de espécies florestais de grande porte. A diversidade genéticas das amostras foram avaliadas utilizando marcadores microssatélites (10 loci) em três sistemas multiplex. As análises de paternidade indicaram dentro de cenários florestais a elevada densidade de doadores de pólen compensa o menor fluxo de vento e pólen. Adicionalmente, foi comprovado que quanto maior a extensão e o estado de conservação da floresta, maior será a diversidade existente. Analisando a diversidade de sementes coletadas em cenários contrastantes, verificou-se que remanescentes florestais fisicamente isolados até 2 km de distância de florestas contínuas são capazes de estabelecer conectividade funcional através do fluxo gênico, produzindo sementes com elevada variabilidade e reduzida endogamia. Embora remanescentes situados a 5 km de distância ou mais de contínuos florestais não sejam capazes de estabelecer conectividade funcional devido seu isolamento pela distância, estas áreas podem apresentar novos níveis de diversidade (alelos), não presentes na floresta contínua. Os resultados também demonstraram que para reter um montante de 150 indivíduos não relacionados, é necessário coletar sementes de 45 árvores localizadas próximas a cenários florestais, ou de 56 árvores em condições isoladas. Concluindo, os parâmetros genéticos indicam que áreas não distantes mais que 2 km de grandes maciços florestais devem ser priorizadas para receberem serviços ambientais no bioma da Floresta com Araucária, e as amostragens de sementes para fins conservação da espécie A. angustifolia devem ser realizadas quando possível em locais distantes mais de 5 km entre si.Abstract: The evaluation of ecosystem services in natural forests is a conservationist approach that aims to motivate the preservation of natural biomes in private rural areas. Areas that are important for ecosystem services in identified biomes can be prioritized in programs through monetary payments or the establishment of fiscal incentives for landowners. However, one of the major hurdles in applying this approach is defining the criteria used to establish relevant areas, because protected areas need to be defined based on the biome and the scope of each ecosystem service program. This thesis seeks to evaluate the genetic diversity of the Araucaria angustifolia species in different scenarios, to define scientific parameters to be used in conservation strategies of the Araucaria Forest biome. Traditionally, the Araucaria Forest provided wood and wildlife for colonizers; however, economic development has led to the reduction of pristine Araucaria Forest areas to less than 5% of the original forest area. Today, extensive areas with Araucaria Forest are rare and many of the remnants are small and physically isolated. A. angustifolia seeds were collected in four sites with different conservation and land use history in and around the EMBRAPA Research Station in Caçador, Santa Catarina State, one of largest continuous areas with Araucaria Forest in Brazil. Additionally, a census of A. angustifolia adult trees was conducted in a seven hectare forest remnant (295 trees sampled). The collection of samples from adult trees for DNA isolation required the development of a new methodology which is more efficient during fieldwork and can be applied to a wide range of tall tree species. Genetic diversity was assessed using microsatellite markers (10 loci) in three multiplex systems. The paternity analysis showed a high number of pollen donors, despite different types of land use. This result is a reflection of extensive pollen dispersion by wind. Additionally, the results demonstrate that larger forested areas with greater forest conservation result in higher levels of genetic diversity. The results for genetic diversity in seeds comparing different types of land use show that physically isolated forest remnants located 2 km from a continuous forest are able to maintain functional connectivity through gene flow, producing seeds with high levels of diversity and low endogamy. Remnants located 5 km from the continuous forest are not able to establish functional connectivity due to isolation by distance; however, these areas contain diversity (alleles) that are not present in the continuous forest. The results also show that to retain an effective population size of 150 unrelated individuals, it is necessary to collect seeds from 45 trees located near forest scenarios, or 56 trees located in isolated conditions. Finally, the results of the genetics analyses suggest that fragments located no more than 2 km from large continuous forests should be prioritized for ecosystem services programs in the Araucaria Forest biome. Seed sampling strategies for the conservation of A. angustifolia species should be realized on a landscape scale with a distance of at least 5 km between sampling sites.128f. : il., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalAraucaria angustifóliaEcossistemasFlorestas - ConservaçãoGenetic variability of Araucária angustifolia in Southern Brazil to evaluation of environmental services in Araucária forest areas under different historical useinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - LUCIANO MEDINA MACEDO.pdfapplication/pdf1797667https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/37211/1/R%20-%20T%20-%20LUCIANO%20MEDINA%20MACEDO.pdf3f8d86b884f06a93f6b696f383861691MD51open accessTEXTR - T - LUCIANO MEDINA MACEDO.pdf.txtExtracted Texttext/plain252467https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/37211/2/R%20-%20T%20-%20LUCIANO%20MEDINA%20MACEDO.pdf.txt4ffa42ced0b9ae1a3a01dd31d4e87b39MD52open accessTHUMBNAILR - T - LUCIANO MEDINA MACEDO.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1174https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/37211/3/R%20-%20T%20-%20LUCIANO%20MEDINA%20MACEDO.pdf.jpg5b40648ac28c0f94a50c1023a898f691MD53open access1884/372112024-04-12 14:03:53.507open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/37211Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-04-12T17:03:53Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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