Linhas de Pesquisa E PROJETOS

A pesquisa no Laboratório de Sistemática e Biologia de Formigas é majoritariamente centrada em sistemática de formigas neotropicais. Contudo, trabalhos nas áreas de ecologia e biodiversidade são desenvolvidos, contando com a colaboração de pesquisadores de outras instituições.

 

As principais linhas de pesquisas do laboratório, atualmente, são:

 

  • Sistemática e evolução de formigas

  • Diversidade de formigas em biomas Neotropicais

 

 

Como componentes dessas duas linhas, temos os projetos desenvolvidos pelos membros do laboratório e em colaboração com outras instituições:

Diversidade genética de formigas poneroides na Mata Atlântica: delimitação de espécies e implicações filogeográficas

Investigar os processos espaciais e temporais que geraram os atuais padrões da biodiversidade é imperativo para que seja possível conservar a mesma, bem como para proporcionar os fundamentos necessários para pesquisas mais aprofundadas sobre diversos aspectos biológicos dos organismos, como a evolução da variação fenotípica funcional, a capacidade de dispersão e a ocupação de novos ambientes. Neste contexto, os padrões geográficos de diversidade genética possuem o potencial de fornecer uma melhor compreensão sobre a trajetória demográfica das populações e os processos evolutivos que moldaram a biodiversidade em sistemas biogeográficos complexos. Na região Neotropical, devido à sua complexa história geológica e climática recente, elucidar tais mecanismos é essencial para desenvolver um cenário mais completo da evolução de sua alta biodiversidade. Nesta proposta, testaremos a influência de preditores ambientais e históricos na determinação da diversidade genética de formigas predadoras do complexo poneroide (Insecta, Hymenoptera, Formicidae) na Mata Atlântica brasileira, usando marcadores moleculares em escala genômica. O Brasil abriga a maior diversidade de espécies do mundo, incluindo algumas das maiores taxas de endemismo entre as florestas e savanas do planeta. Além disso, sua enorme extensão geográfica na região central da América do Sul gera enormes áreas de transição entre biomas. Neste sentido, a Mata Atlântica apresenta zonas de transição com pelo menos três outros biomas brasileiros (Cerrado, Caatinga e Pampa). Tais ecótonos podem apresentar linhagens evolutivas únicas, porém pouco se sabe acerca do seu possível papel como núcleo gerador de biodiversidade, seja de espécies, genética ou funcional. Desta maneira, o presente projeto contribuirá com a compreensão dos processos evolutivos que determinam a diversidade genética na região Neotropical ao investigar, em nível populacional e de forma comparada entre espécies, a relação entre a diversidade genética de formigas e preditores ambientais na Floresta Atlântica brasileira.

Promovendo a Comunicação Científica em Mirmecologia: Taxonomia de Formigas Neotropicais (Hymenoptera, Formicidae)

 O presente projeto pretende contribuir para o aumento do conhecimento taxonômico e filogenético em Formicidae a fim de permitir a investigação dos processos evolutivos envolvidos na diversificação e distribuição atual das formigas, em especial os grupos neotropicais. Para tal, serão utilizadas diferentes abordagens empregando ferramentas que permitam integrar informações taxonômicas e filogenéticas para o entendimento da evolução de síndromes comportamentais e padrões ecológicos presentes em formigas neotropicais. Em adição, temos como proposta aproximar a comunidade da produção científica gerada por este projeto, através de ações envolvendo a elaboração de material didático, divulgação em mídias sociais e oficinas envolvendo crianças da rede pública de ensino.

AntScan: Building a 3D repository of ant biodiversity with high-throughput x-ray synchrotron scanning

The broader objective of AntScan is to create a data resource of 3D x-ray scanned ant specimens covering a broad range of ant diversity, using high-throughput synchrotron scanning. Okinawa Institute of Science and Technology leads this project in collaboration with groups around the world. To include the highly biodiverse Neotropical ant fauna, Federal University of Paraná is the representative of the project in South America.

SYNERGIZE - SYNthesising Ecological Responses to deGradation In amaZonian Environments

 Our synthesis proposal is divided into three main objectives: 1) Assessing the vulnerability of Amazonian terrestrial and freshwater systems to climatic and anthropogenic disturbance; 2) Production of scientific evidence to inform and improve environmental policies and practices for the conservation of the Amazon; 3) Scientific communication to policy makers, practitioners and wider society

Implementando uma rede de colaboração para o estudo do uso da terra recente e histórico e do manejo do solo nas florestas neotropicais

Apesar de não deixarem registros históricos escritos, os indígenas précolombianos da bacia amazônica tiveram notável influência sobre seu hábitat, formando em muitos locais a 'Terra Preta do Índio' (TPIs), que permite alcançar uma agricultura produtiva e sustentável. Ao promover a cooperação bi/multilateral, e a pesquisa inter/multidisciplinar (antropologia, ecologia do solo e genômica), principalmente entre pesquisadores brasileiros e britânicos, esse projeto avaliará a relação entre as TPIs e sua biodiversidade edáfica associada, revelando detalhes dos usos históricos e do impacto antropogênico atual sobre o ambiente natural, bem como do papel dos engenheiros do solo sobre a formação das TPIs. A equipe conseguirá isso através das seguintes ações: 1. Avaliação da biodiversidade do solo em 30 áreas de TPI e adjacentes, para esclarecer o funcionamento e potencial importância dos engenheiros do ecossistema no solo e para a formação das TPIs; esta nova abordagem vai ajudar na compreensão da origem e gestão sustentável das TPIs, bem como de outros solos altamente intemperizados e ácidos dos trópicos úmidos. 2. Usando genética molecular (incluindo barcoding do DNA), se descreverá a diversidade da comunidade engenheiros do ecossistema associados com assentamentos antigos e recentes na Amazônia. 3. Realização de um workshop internacional sobre o papel dos engenheiros edáficos na fertilidade do solo e na agricultura sustentável. 4. Estabelecimento de uma plataforma de compartilhamento e armazenamento de dados de ações relacionadas à fauna edáfica, fertilidade do solo e TPI, junto com a rede de pesquisadores de TPI. 5. Capacitação da equipe participante e outros interessados em análise genética e filogenética molecular.

Biodiversity Conservation and Scientific Capacity Development in the Brazilian Amazon using Ants as Bioindicators and Ecosystem Health Indicators

Ants are key ecosystem engineers, contain many different guilds, and are often highly sensitive to environmental perturbation, making them ideal bioindicators. Using ecologically relevant bioindicators allows highly sensitive insight into rapid changes in habitat health and ecosystem function. Unfortunately, a taxonomic impediment limits their use, since many tropical species are undescribed or new to science, greatly slowing morphological species identification. This proposal seeks to address this shortcoming by inventorying the ant diversity using DNA sequence data. The collected samples will form the nucleus for a growing entomology collection at the Universidade Federal do Paraná (UFPR), which will be developed into an active research collection to support the study of systematics, biodiversity, and natural history of the ant fauna of the Amazon and Brazil. Assessing ant biodiversity at various levels and assigning species to functional guilds will lay the baseline for continued monitoring of ecosystem health and biodiversity under climate change and help inform conservation decisions by allowing rapid and efficient appraisal of ecosystems. The study of ant biodiversity will also provide the framework for the identification of tropical pest species and thus will provide the basis for applied research of national and international importance.

Formigas (Hymenoptera, Formicidae) e a conservação dos campos naturais paranaenses: uma abordagem ecológica e taxonômica

Relativamente poucos levantamentos da fauna de insetos foram conduzidos nas áreas de abrangência dos Campos Gerais e virtualmente nenhum estudo envolvendo formigas foi formalmente publicado até o momento. Tendo em vista o preocupante grau de degradação em que se encontram os campos naturais no Paraná e a crescente ameaça a este ecossistema pela expansão dos limites agrícolas e urbanos, inventários em áreas ainda bem preservadas são urgentemente necessários para a detecção de alterações antrópicas e fornecimento de subsídios para ações de monitoramento. Um dos grandes desafios atuais é o de se ampliar o conhecimento sobre a biodiversidade, tendo como uma das metas principais o uso deste conhecimento para a correta gestão de áreas de preservação. No entanto, este conhecimento está intimamente atrelado a estudos taxonômicos e ecológicos que necessitam ser ampliados para diferentes grupos de organismos. Infelizmente, o Brasil é extremamente carente de especialistas na taxonomia de diversos grupos, o que resulta no impedimento de estudos ecológicos, entre eles, aqueles relacionados à Formicidae. Desta forma, o presente projeto visa estudar o grupo animal mais abundante dos habitats terrestres, amplamente coletado em estudos ecológicos e com papel fundamental no equilíbrio dos ecossistemas, através de uma abordagem ecológica e taxonômica.

Sistemática e Biologia de Formigas (Hymenoptera, Formicidae)

Todas as formigas pertencem a uma única família de insetos, Formicidae (Hymenoptera). São organismos conspícuos e de grande importância ecológica na maior parte dos ecossistemas terrestres, ocorrendo em todos os continentes do globo, com exceção da Antártida, e alcançando níveis elevados de abundância e diversidade local e regional. Formicidae soma 21 subfamílias atuais e quatro extintas, englobando aproximadamente 12.700 espécies descritas em cerca de 70 tribos e 300 gêneros viventes até o ano de 2012. Contudo, sua riqueza, história natural e as relações filogenéticas entre as principais linhagens ainda são fonte de discussão e incerteza na literatura. Sabe-se que a riqueza de espécies descrita para as formigas atualmente é amplamente subestimada e que a maior parte do contingente de espécies a serem descritas está nas florestas da região Neotropical, com destaque para os biomas brasileiros. Estudos recentes envolvendo diferentes técnicas de análise têm lançado bases importantes para o reconhecimento e delimitação de boa parte dos táxons da família e representam o primeiro passo na tentativa de se compreender as relações filogenéticas de Formicidae. No entanto, limitações metodológicas como a dificuldade no processamento de amostras em um grupo tão abundante em qualquer ecossistema e a falta de especialistas para a identificação e reconhecimento de grupos de interesse científico prioritário contribuem para a manutenção de uma série de incertezas com relação a real diversidade, biologia e relações filogenéticas do grupo. Ainda, as relações filogenéticas postuladas para as linhagens presentes nas distintas regiões biogeográficas revelam um interessante cenário biogeográfico a ser investigado. Ainda mais incipiente é o conhecimento acerca da biologia da maior parte das formigas do mundo. As formigas são organismos eussociais, o que representa um nível de estrutura colonial avançado no qual convivem indivíduos adultos, pertencentes a duas ou mais gerações, capazes.

PELD - Modificações climáticas e ocupação humana no LAGAMAR: avaliação dos efeitos na estrutura das assembleias e em processos ecossistêmicos em gradientes espaçotemporais

O impacto de mudanças climáticas sobre ambientes naturais provavelmente será mais evidente em grandes escalas geográficas quando os efeitos forem grandes demais ao ponto de serem irreversíveis. No entanto, os efeitos das modificações climáticas sobre a biota em escalas regionais podem ser mais facilmente mensuráveis, ao mesmo tempo em que fornecem uma melhor compreensão de alterações em processos ecossistêmicos e das comunidades. Considerando que as assembleias são estruturadas no tempo e no espaço, somente o acompanhamento em longo prazo de certos grupos biológicos e numa área representativa ecologicamente validará a utilidade de predições dos efeitos de mudanças climáticas. Associado a isto, os distúrbios naturais e antrópicos estão intimamente relacionados com os processos ecológicos e, num panorama de mudanças climáticas, as medidas dos seus efeitos podem permitir um melhor prognóstico de cenários futuros, bem como auxiliar nos esforços de conservação da biodiversidade. A região do Lagamar abrange o litoral do Paraná e sul de São Paulo e compreende um complexo que inclui estuários, manguezais, lagoas costeiras, rios litorâneos, restingas, florestas de planície e de montanha). Trata-se de um mosaico composto por 43 unidades de conservação, que encontra-se no maior remanescente de Mata Atlântica do país. Apesar disto, algumas áreas do Lagamar passaram por um processo de urbanização e expansão agropecuária, que alteraram os sistemas naturais em diferentes escalas. No presente projeto propomos avaliar, na Mata Atlântica da região do Lagamar: i) as fontes de variação espacial e temporal das comunidades terrestres e aquáticas; ii) a concordância espaço-temporal das comunidades naturais; iii) a produção de biomassa ao longo dos gradientes ambientais; iv) variação espaço-temporal na interação planta-beija-flor; v) a resposta das comunidades aquáticas frente à eventos climáticos extremos e invasão de espécies não nativas; vi) a área de distribuição atual e em cenários de mudanças climáticas das espécie; vii) a efetividade de proteção da biodiversidade das unidades de conservação já existentes. Somos uma equipe composta por nove pesquisadores com diferentes expertises e ampla experiência em estudos na Mata Atlântica paranaense que pretende convergir esforços para estudos em longo prazo e focados numa área importante para a conservação da biodiversidade. Os estudos incluirão: i) compilação de metadados; ii) inventariamento de flora e fauna (anfíbios, mamíferos e formigas); iii) estudos de interação beija-flor-planta; iv) estudos de acúmulo e decomposição de serapilheira; vi) inventariamento de macrófitas e peixes; vii) análises de concordância multitaxa e viii) modelagem climática. O projeto envolverá estudantes vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação da Universidade Federal do Paraná, instituição que dará toda infraestrutura de ensino e pesquisa para o desenvolvimento. As informações geradas serão repassadas aos gestores ambientais e população relacionada em diferentes formatos de mídia. Buscaremos, com a presente proposta, integração com outros grupos PELD relacionados à Mata Atlântica no Brasil e pretendemos contribuir para o desenvolvimento teórico da ciência Ecologia no país.

Rede de Pesquisa Biota do Cerrado (RPBCerrado 6) - Isoptera e Hymenoptera

O objetivo geral deste projeto associado à Rede de Pesquisa Biota do Cerrado é o de ampliar o conhecimento sobre a biodiversidade de Hymenoptera e Isoptera do Cerrado através da: identificação e descrição dos processos geradores e mantenedores desta biodiversidade; da formação de pessoal qualificado e da promoção e divulgação de conhecimento sobre a biodiversidade de Hymenoptera e Isoptera do Cerrado para a sociedade.

Inventário de insetos Hymenoptera do estado do Acre, Brasil, com ênfase em áreas de lacunas de conhecimento de biodiversidade

Este projeto tem como objetivo geral inventariar a diversidade de insetos da ordem Hymenoptera do estado do Acre, Amazônia sul-ocidental, com ênfase em áreas de lacuna de conhecimento, antropizadas e não, bem como em unidades de conservação. Mais especificamente o projeto tem como objetivos: 1) Inventariar a fauna de himenópteros ao longo do gradiente pluviométrico sudeste-noroeste do estado do Acre. 2) Verificar a resposta da diversidade e distribuição de espécies de himenópteros as tipologias florestais do estado. 3) Comparar a fauna de himenópteros de áreas conservadas e áreas antropizadas. 4) Inventariar de forma intensiva alguns grupos de Hymenoptera em módulos do Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio).

Consolidação das Coleções Biológicas do Centro de Estudos Superiores de Itacoatiara, da Universidade do Estado do Amazonas

 O Centro de Estudos Superiores de Itacoatiara (CESIT-UEA), um dos centros da Universidade do Estado do Amazonas (UEA) localizado no interior do estado, mantém duas coleções biológicas, o Herbário Marlene Freitas da Silva e a Coleção Entomológica do CESIT-UEA. Estas coleções são estratégicas para o estado do Amazonas, pois, além de armazenarem importantes informações sobre a biodiversidade amazônica, são as únicas nesta unidade da federação mantidas e administradas por uma instituição estadual. Assim, considerando a importância destas coleções, este projeto tem como objetivo consolidar o herbário e a coleção entomológica do CESIT-UEA através da organização das coleções, da implantação de um programa de ampliação dos acervos, da criação e disponibilização de um banco de dados digital dos acervos e da implantação de um programa de visita orientada às coleções. Os objetivos propostos estão de acordo com as metas de fortalecimento da capacidade institucional, ampliação do conhecimento taxonômico e biogeográfico e consolidação de um sistema compartilhado de dados e informações sobre espécies e espécimes, listadas nas Diretrizes e Estratégias para a Modernização de Coleções Biológicas Brasileiras e a Consolidação de Sistemas Integrados de Informação sobre Biodiversidade. O programa de ampliação dos acervos será realizado com a participação e parceria de pesquisadores e professores da UEA e de outras instituições de ensino e pesquisa, a organização das coleções será feita através da melhoria da infraestrutura e manutenção dos acervos, a disponibilização das informações ocorrerá através da construção de uma coleção virtual e o programa de visita orientada será desenvolvido com colégios de ensino médio e fundamental da cidade de Itacoatiara. A metodologia do projeto foi planejada visando a manutenção dos programas propostos, sem grandes custos, após o encerramento do suporte da FAPEAM. Assim, a ampliação das coleções ocorrerá de forma contínua e independente do aporte de recursos, as informações dos acervos permanecerão disponíveis após a conclusão do projeto e o programa de visita orientada às coleções será desenvolvido de forma permanente. O desenvolvimento deste projeto será fundamental para a organização destas coleções e contribuirá de forma direta com o desenvolvimento acadêmico e científico através do aumento e da disponibilização de informações sobre a biodiversidade na Amazônia. O acesso a estas informações, através das coleções virtuais, será fundamental para o avanço da ciência ao acelerar a troca de dados e facilitar o seu gerenciamento. Desta forma, este projeto tem como principal resultado o aumento da quantidade e da qualidade das informações disponíveis sobre a biodiversidade amazônica, contribuindo para a formação de taxonomistas e para a sensibilização da sociedade sobre a importância destes museus da biodiversidade.

Grupo de Pesquisa: Formigas - Diversidade e funções ecológicas

O objetivo do grupo é fortalecer o vínculo entre jovens pesquisadores de diversas instituições brasileiras, fortalecendo a consolidação do conhecimento em ecologia de formigas. O grupo visa o desenvolvimento de projetos em três áreas principais do conhecimento: diversidade de espécies, resposta aos diferentes impactos ambientais e a sua recuperação e funções ecológicas desempenhadas pelas formigas nos ecossistemas. O grupo está vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Ecologia Aplicada da UFLA, mas possui um perfil interinstitucional, envolvendo pesquisadores de mais sete instituições brasileiras, além de contatos com instituições de outros países, como Alemanha, Espanha, Inglaterra e México. Como repercussão o grupo espera os seguintes resultados: - Ampliação do conhecimento sobre os processos que regulam a diversidade em comunidades biológicas; - Difusão do conhecimento gerado através da publicação de artigos científicos em periódicos de abrangência internacional, bem como através da participação em congressos e encontros da área de Ecologia e Conservação; - Formação de recursos humanos em ecologia e conservação da biodiversidade tropical, através do envolvimento de estudantes de iniciação científica e pós-graduação; - Orientação de estudantes de graduação, mestrado e doutorado, e supervisão de pós-doutorandos, pelos pesquisadores envolvidos; - Consolidação da formação acadêmica dos estudantes envolvidos no grupo de pesquisa de forma a estarem aptos a desempenhar plenamente a função de docente e pesquisador na área de Ecologia em instituições de ensino superior; - Estabelecimento de colaborações de âmbito internacional, iniciando uma rede de pesquisa entre os pesquisadores do país com pesquisadores internacionais.

Formigas do Brasil

O fato do Brasil ser a porção do planeta Terra que possui a maior diversidade de formigas tem historicamente despertado a atenção de mirmecólogos do mundo inteiro. Isso certamente contribui para o grande volume de publicações existentes a respeito dos diversos aspectos biológicos e ecológicos da mirmecofauna brasileira e para a formação de um dos maiores grupos de mirmecólogos do mundo (o XX Simpósio de Mirmecologia em 2011, por exemplo, contou com cerca de 500 participantes). Embora, haja uma produção científica de progressiva qualidade a respeito da mirmecofauna brasileira, essa ainda é limitada frente à grandeza e diversidade dos biomas brasileiros. Entendemos que um amplo esforço de divulgação da Mirmecologia se torna vital para se alcançar um conhecimento mais acelerado e acurado a respeito da fauna e dos padrões de diversidade das formigas brasileiras. Inspirados em iniciativas diversas de ensino, pesquisa, divulgação e discussão sobre Mirmecologia, em agosto de 2012 iniciamos o FORMIGAS DO BRASIL, um projeto visionário que tem como objetivo contribuir de forma efetiva na formação das novas gerações de mirmecólogos interessados nas diversas áreas de conhecimento nas quais se pode utilizar as formigas brasileiras como modelo de estudo. Assim, o projeto foi formulado considerando três linhas elementares de ação, (i) ensino, (ii) pesquisa e (iii) divulgação, que visam a formação e o envolvimento do maior número possível de mirmecólogos. (i) Ensino: Nesta linha, criamos o ?Curso Formigas do Brasil? que fornece uma introdução à Mirmecologia, no qual os estudantes terão a oportunidade de desenvolver o seu conhecimento sobre a biologia e ecologia de formigas, assim como aprimorar suas de habilidades de coleta, processamento e identificação da fauna de formigas encontrada nos biomas brasileiros. Até 2014 teremos anualmente uma edição do curso e posteriormente, as edições serão bianuais. Cada edição será realizada em um dos biomas brasileiros.

NAPI TAXONLINE - Rede Paranaense de Coleções Biológicas

O NAPI TAXONLINE baseia-se na colaboração entre as coleções biológicas científicas do Estado do Paraná. A Universidade Federal do Paraná coordena o Projeto denominado TAXONLINE - Rede Paranaense de Coleções Biológicas (www.taxonline.ufpr.br), em andamento desde dezembro de 2005. O início do projeto se deu com o objetivo principal de informatizar e disponibilizar as informações contidas nos acervos das coleções biológicas do Estado do Paraná pela internet, porém, com seu crescimento e fortalecimento a Rede passou a ter um maior envolvimento dos curadores e hoje é um grupo de instituições e pesquisadores com objetivos comuns que vão muito além da informatização de seus acervos. A implementação da Rede ocorreu com nove coleções botânicas e zoológicas no Estado. De agosto de 2008 a final de 2010 recebeu recursos da Secretaria do Estado da Ciência e Tecnologia para expansão da Rede para as Universidades Estaduais. Em 2013, a Rede Taxonline passou por outro processo de expansão e desde aquele período abriga os registros das coleções de culturas biológicas incluindo coleções de culturas microbianas com a criação do primeiro ?Centro de Coleções Microbiológicas da Rede Paranaense - CMRP?. Para o desenvolvimento dessa etapa foi contemplada com recursos da Fundação Araucária. Ainda, no final de 2013 a Rede passou a fazer parte do Sistema de Informação Sobre a Biodiversidade Brasileira ? SIBBR, programa do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicações (MCTIC), entrando assim para o Global Biodiversity Facility Information ? GBIF, sistema internacional de informatização de coleções. Durante 14 anos, a Rede vem sendo organizada em termos de infraestrutura e as informações dos acervos vêm sendo colocadas em bancos de dados. Atualmente são 50 conjuntos de coleções biológicas (herbários, microbiológicas e zoológicas) liberando mais de 1.000.000 (Hum milhão) de registros via internet e trabalhando em cooperação. Como resultado do trabalho realizado até o momento existe a necessidade de iniciar um programa de qualificação de pessoal e de identificação com validação de grupos taxonômicos, uma vez que não há taxonomistas especialistas em todas as áreas nas instituições. Além disso, com o início do CMRP/TAXONLINE, há a demanda prioritária de aporte de recursos para manutenção de coleções de micro-organismos vivos que necessitam de uma infraestrutura diferenciada e consequentemente de suporte financeiro constante para aquisição de insumos e técnicos qualificados para manutenção da rotina. Tais coleções apresentam um potencial diferencial para a exploração comercial dos seus recursos genéticos fazendo-se necessária a criação de um plano de negócios visando o estabelecimento de uma logística que assegure o amparo legal necessário para as atividades desenvolvidas pelo CMRP/TAXONLINE.