Using distribution models to estimate blooms of phytosanitary cyanobacteria in Brazil / Usando modelos de distribuição para estimar florações de cianobactérias fitossanitárias no Brasil

Abstract: The multiple uses of aquatic ecosystems by humankind and the continuous interference of their activities have contributed to the emergence of potentially toxic cyanobacteria blooms. Here, we firstly created a database of occurrences of cyanobacteria blooms in Brazil through a systematic review of the scientific literature available in online platforms (e.g. Web of Science, Capes Thesis Catalogue). Secondly, we carried out ecological niche models with occurrence data obtained from these studies to predict climatically suitable areas for blooms. We select 21 bioclimatic variables input environmental data. We used five modeling methods for the current climate scenario: (1) Maxent; (2) Support Vector Machines; (3) Random Forest; (4) Maximum Likelihood e (5) Gaussian. We found that the number of publications about bloom events was higher in 2009 with a decline in the years 2012, 2013 and 2017. Furthermore, the years with the higher records of blooms in freshwater environments were 2005, 2011 e 2014. These events occurring mainly in public supply reservoirs and are mostly of the genera Microcystis Lemmermann, 1907, Dolichospermum (Ralfs ex Bornet & Flahault) P.Wacklin, L.Hoffmann & J.Komárek, 2009 and Raphidiopsis F.E.Fritsch & F.Rich, 1929. Modeling the potential distribution of blooms, we found sampling gaps that should be targeting for future researches, especially in the Amazon biome. Overall, the models did not predict highly suitable areas in the /north of Brazil, while other regions were relatively well distributed with a higher number of occurrence records in the Southeast region.

Resumo: Os múltiplos usos dos ecossistemas aquáticos pela humanidade e a contínua interferência das suas atividades têm contribuído para o surgimento de florações de cianobactérias potencialmente tóxicas. Aqui, primeiramente criamos um banco de dados de ocorrências de floração de cianobactérias no Brasil por meio de uma revisão sistemática da literatura científica disponível em plataformas on-line (por exemplo, Web of Science, Catálogo de Teses da Capes). Em segundo lugar, realizamos modelos de nicho ecológico com dados de ocorrência obtidos a partir desses estudos para prever áreas climaticamente adequadas para as florações. Selecionamos 21 variáveis bioclimáticas como dados ambientais de entrada. Usamos cinco métodos de modelagem diferentes para no cenário climático atual: (1) Maxent; (2) Support Vector Machines; (3) Random Forest; (4) Maximum Likelihood e (5) Gaussian. Encontramos que o número de publicações sobre eventos de floração foi maior em 2009 com um declínio nos anos de 2012, 2013 e 2017. Além disso, os anos com os registros mais altos de florescimento em ambientes de água doce foram 2005, 2011 e 2014. Esses eventos ocorrem principalmente em reservatórios de abastecimento público e são na sua maioria dos gêneros Microcystis Lemmermann, 1907, Dolichospermum (Ralfs ex Bornet & Flahault) P.Wacklin, L.Hoffmann & J.Komárek, 2009 e Raphidiopsis F.E.Fritsch & F.Rich, 1929. Modelando a distribuição potencial das florações, encontramos lacunas de amostragem que devem ser direcionadas para futuras pesquisas, especialmente no bioma Amazônia. Em geral, os modelos não previram áreas altamente adequadas no norte do Brasil, enquanto outras regiões estavam relativamente bem distribuídas com um número maior de registros de ocorrência na região Sudeste.

New evidences supporting trophobiosis between populations of Edessa rufomarginata (Heteroptera: Pentatomidae) and Camponotus (Hymenoptera: Formicidae) ants

ABSTRACT Despite its important effect on the maintenance of tritrophic interactions among plants, insect herbivores, and ants, there is still a paucity of natural history and basic biology information involving trophobiosis among Heteroptera stink bugs. Here, based on previous observations of a new trophobiotic interaction between Edessa rufomarginata (De Geer, 1773) and Camponotus rufipes (Fabricius, 1775) ants, we describe the chemical profile of the honeydew obtained by Gas Chromatography–Mass Spectrometry. There were mainly three different sugars (trehalose, glucose, and sorbose) within our samples. The extrafloral nectaries of Caryocar brasiliense Camb., the host plant of E. rufomarginata, attracts a wide assemblage of Cerrado ants with varying aggressiveness toward herbivores. Therefore, this facultative trophobiotic interaction may allow the survival of the stink bug while feeding on the risky, highly ant-visited plant. Given the rarity of trophobiotic interactions between Pentatomidae species and ants and considering a zoological perspective within this family, here we discuss the ecological and evolutionary routes that may allow the rise of these interactions.

Current and historical climate signatures to deconstructed tree species richness pattern in South America / Efeitos dos climas atual e histórico no padrão desconstruído de riqueza de espécies arbóreas na região Neotropical

The purpose of this study was to investigate the importance of present and historical climate as determinants of current species richness pattern of forestry trees in South America. The study predicted the distribution of 217 tree species using Maxent models, and calculated the potential species richness pattern, which was further deconstructed based on range sizes and modeled against current and historical climates predictors using Geographically Weighted Regressions (GWR) analyses. The current climate explains more of the wide-ranging species richness patterns than that of the narrow-ranging species, while the historical climate explained an equally small amount of variance for both narrow-and-wide ranging tree species richness patterns. The richness deconstruction based on range size revealed that the influences of current and historical climate hypotheses underlying patterns in South American tree species richness differ from those found in the Northern Hemisphere. Notably, the historical climate appears to be an important determinant of richness only in regions with marked climate changes and proved Pleistocenic refuges, while the current climate predicts the species richness across those Neotropical regions, with non-evident refuges in the Last Glacial Maximum. Thus, this study's analyses show that these climate hypotheses are complementary to explain the South American tree species richness.

O objetivo deste estudo foi testar qual dos climas, atual ou histórico, é o principal preditor do padrão atual de riqueza de espécies arbóreas de interesse comercial. Nós modelamos a distribuição de 217 espécies usando Maxent e usamos esses mapas preditivos para obter o padrão de riqueza de espécies. A riqueza foi desconstruída em relação ao tamanho da distribuição geográfica das espécies e modelada contra os climas atual e histórico utilizando Regressões Geograficamente Ponderadas. O clima atual explicou melhor o padrão de riqueza das espécies com ampla distribuição geográfica do que de espécies com distribuição restrita, enquanto o clima histórico explicou a mesma variância na riqueza dos dois grupos de espécies. Nossas análises com plantas sul americanas mostram diferentes relações da riqueza de espécies ampla e restritamente distribuídas com os climas atual e histórico, quando comparado aos resultados encontrados no hemisfério norte. O clima histórico se mostra como importante preditor da riqueza somente em regiões com mudanças climáticas acentuadas e onde ocorreram refúgios Pleistocênicos, enquanto o clima atual é o melhor da riqueza nas regiões Neotropicais sem evidências de refúgios durante o máximo da ultima glaciação. Dessa maneira, nossos resultados indicam que essas hipóteses são complementares para explicar a riqueza predita de espécies arbóreas da América do Sul.