Título do projeto de pesquisa: AMPLIAÇÃO DA INTERNACIONALIZAÇÃO DO

NÚCLEO DE PROSPECÇÃO E GESTÃO DA BIODIVERSIDADE DO NORDESTE

(NPGBio): O PAPEL DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA

VEGETAL (PPGBV/UFPE)

Coordenador: Dr. Marcelo Tabarelli (Prof. Associado, CNPq 1A)

Programa de Pós-graduação: Programa de Pós-graduação em Biologia Vegetal

(PPGBV)

Link para o CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/3749494329725967

ORCID: 0000-0001-7573-7216

1. Resumo do projeto

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA VEGETAL

(PPGBV) visa a formação plena de recursos humanos qualificados nas áreas de

Sistemática, Ecologia, Botânica Aplicada e Conservação de Plantas, (i.e., ciência da

biodiversidade), habilitando o profissional formado a desenvolver atividades de ensino,

pesquisa e extensão nessas e em áreas afins. O Programa tem uma enorme vocação para

estudos e formação de recursos humanos focados na ciência da biodiversidade e, assim,

já é a principal referência nacional para esta agenda no que se refere à biodiversidade

abrigada nos ecossistemas nordestinos, fato comprovado pela publicação de livros e

artigos de referência sobre a história natural e conservação destes ambientes.

O NÚCLEO DE PROSPECÇÃO E GESTÃO DE BIODIVERSIDADE DO

NORDESTE (NPGBio)/UFPE, vinculado ao Programa de Pós-Graduação em Biologia

Vegetal (PPGBV), foi formalmente criado em 2009, quando captou recursos nos Editais

FINEP CT-INFRA 2008 e 2010. Coordenado pelo Prof. Marcelo Tabarelli, o NPGBio

está sendo instalado em prédio próprio, recém-construído no Centro de Biociências (CB

– UFPE). O NPGBio está fundamentado em eixos temáticos que constituem os temas

básicos da moderna ciência da biodiversidade: 1. Caracterização, 2. Uso de recursos

naturais (com ênfase na bioprospecção) e 3. Conservação da diversidade biológica. O

eixo “Caracterização da biodiversidade”, prevê a utilização de ferramentas moleculares

e de análises bioinformáticas atuais (incluindo sequenciamento de última geração –

NGS) no sentido de integrar estudos sistemáticos, filogenéticos, citogenéticos,

biogeográficos e populacionais, permitindo propor medidas efetivas de conservação e

manejo das populações naturais. O eixo Conservação, associado ao eixo Uso da

biodiversidade, objetiva examinar como perturbações antrópicas e mudanças no regime

de precipitação afetam a biota da Caatinga em diferentes níveis de organização

biológica e quais são as implicações para a sustentabilidade do sistema baseado na

agricultura/pecuária de subsistência e no extrativismo.

Dessa forma, o NPGBio fortalece a integração de pesquisadores em torno da

ciência da biodiversidade, fundamental para formar recursos humanos em gestão da

biodiversidade (sistematas, bioprospectores e biólogos da conservação), viabilizar

cadeias produtivas com base no uso sustentável da biodiversidade regional, e alavancar

a produção de conhecimento chave a nível internacional. O NPGBio pretende se

consolidar como uma referência nacional sobre uso de recursos naturais e

desenvolvimento sustentável da Região, assim como um grupo de excelência

internacional em questões ligadas à ciência da biodiversidade. Deste modo, além do

PPGBV, o Programa de Pós-graduação em Biologia Animal (PPGBA) e Biologia de

Fungos (PPGBF) são parceiros no estudo da biodiversidade regional e compartilham

infraestrutura do NPGBio. Os temas aqui tratados fazem parte também da agenda global

definida por importantes financiadores internacionais, como o Banco Mundial e o

Global Environmental Fund (GEF). A meta do NPGBio é, portanto, ampliar o

reconhecimento internacional das pesquisas desenvolvidas pelo PPGBV, já alcançado

por alguns pesquisadores e grupos de pesquisa que o compõem, com impacto para a

ciência da biodiversidade a nível internacional.

Neste contexto, a presente proposta pretende ampliar a inserção e o

reconhecimento internacional das pesquisas desenvolvidas pelo NPGBio nas áreas de

caracterização, uso e conservação da biodiversidade. Especificamente pretende-se: 1.

Ampliar a rede de colaborações formais do PPGBV através de convênios com outras

instituições e grupos de pesquisa; 2. Manter a alta mobilidade de discente e

pesquisadores do PPGBV com diferentes grupos de pesquisa do mundo; 3. Ampliar a

oferta de disciplinas em inglês do Programa, de modo a atrair um maior número de

alunos e pesquisadores estrangeiros; 4. Aumentar o impacto das publicações com

discentes do PPGBV a partir das colaborações estabelecidas. Para isso, propomos 11

subprojetos que contemplam os diferentes temas que compõem a ciência da

biodiversidade em parceria com 14 pesquisadores estrangeiros, vinculados a 11

instituições internacionais de oito países.

2. Objetivos

A presente proposta pretende ampliar a inserção e o reconhecimento

internacional das pesquisas desenvolvidas pelo NPGBio nas áreas de caracterização, uso

e conservação da biodiversidade. Para isso, pretende-se:

- Ampliar a rede de colaborações formais do PPGBV através de convênios com

outras instituições e grupos de pesquisa;

- Manter a alta mobilidade de discente e pesquisadores do PPGBV com

diferentes grupos de pesquisa do mundo;

- Ampliar a oferta de disciplinas em inglês do Programa, de modo a atrair um

maior número de alunos e pesquisadores estrangeiros;

- Aumentar o impacto das publicações com discentes do PPGBV, a partir das

colaborações estabelecidas.

Para isso, propomos 11 subprojetos nos diferentes temas que compõem a ciência

da biodiversidade. Os objetivos específicos estão descritos de acordo com cada

subprojeto:

- SUBPROJETO 1: Estudos filocitogenéticos no grupo Caesalpinia

(Leguminosae)

Investigar os mecanismos responsáveis pela correlação entre mudanças

genômicas (incluindo conteúdo de DNA, abundância das principais famílias de DNA

repetitivo, distribuição de heterocromatina) e variação ambiental/biogeográfica no

grupo Caesalpinia (Leguminosae).

- SUBPROJETO 2: Reconstrução da Filogenia e Evolução cariotípica em

Melocactus Link & Otto (Cactaceae: subfamília Cactoideae).

Reconstruir a filogenia do gênero Melocactus por meio da comparação de

sequências de DNA plastidial, bem como identificar os mecanismos de evolução

cariotípica envolvidos na diversificação do gênero.

- SUBPROJETO 3: Sistemática e Evolução de Cryptanthus Otto & A. Dietr.

(Bromelioideae, Bromeliaceae)

Investigar os níveis de diversidade genética e estrutura populacional das espécies

morfologicamente similares de Cryptanthus que ocorrem na Floresta Atlântica ao norte

do rio São Francisco, de modo a entender os processos de diversificação do grupo (ex:

linhagem incompleta ou hibridização), reavaliar os status de conservação das espécies e

propor estratégias de conservação.

- SUBPROJETO 4: Sistemática e Evolução de Piptolepis Sch. Bip.

(Compositae, Vernonieae)

Investigar a história evolutiva e a sistemática de Piptolepis Sch. Bip.

(Compositae), por meio de estudos filogenéticos e filogeográficos utilizando técnicas de

sequenciamento de nova geração de DNA (NGS), contribuindo para o entendimento

sobre a diversificação, especiação, evolução e biogeografia na região neotropical.

- SUBPROJETO 5: Evolução cariotípica e filogenia de Ameroglossum Eb.

Fisch., S. Vogel & A. V. Lopes e gêneros relacionados com base em análises

cromossômicas e Restriction-Associated DNA sequencing (RADseq)

Analisar as relações filogenéticas e os mecanismos de evolução cariotípica entre

espécies de Ameroglossum e gêneros relacionados por meio da técnica de RADseq e

análises cromossômicas, afim de entender as relações intra- e intergenéricas nesse grupo

de plantas com uma história evolutiva associada a ocupação de ambientes continentais

similares a ilhas oceânicas.

- SUBPROJETO 6: A mesma origem, resultado diferente? Efeitos da

diploidização em alotetraploides do grupo Dilatata do gênero Paspalum (Poaceae)

Analisar os genomas das espécies alotetraploides do grupo Dilatata de Paspalum

para determinar as consequências do processo de diploidização na diversificação

genômica de espécies com origem comum ou muito próxima.

- SUBPROJETO 7: O papel da restauração ecológica na sustentabilidade

da Caatinga

Entender a restauração ecológica como eixo estruturador de ações de pesquisa e

promoção de políticas públicas, visando responder às seguintes perguntas: 1) Como as

comunidades biológicas se organizam em sistemas biológicos perturbados por ações

humanas? 2) Qual o papel da restauração ecológica na promoção da sustentabilidade

hídrica, alimentar e energética da Caatinga?

- SUBPROJETO 8: Perturbações antrópicas, mudanças climáticas e

organismos-chave na dinâmica de regeneração da Caatinga

Entender como perturbações antrópicas crônicas, incluindo mudanças climáticas,

e a agricultura de subsistência afetam determinados grupos biológicos (e.g. plantas,

formigas cortadeiras e crostas biológicas do solo) e a dinâmica de regeneração da

Caatinga.

- SUBPROJETO 9: Recuperação dos serviços providos por formigas às

plantas ao longo da regeneração da vegetação de Caatinga

Verificar se os serviços de dispersão de sementes e proteção anti-herbivoria

providos por formigas às plantas são recuperados com a regeneração da vegetação de

caatinga.

- SUBPROJETO 10: Uso do solo, regeneração natural e serviços

ecossistêmicos providos pela Caatinga: Conectando Unidades de Conservação e

sustentabilidade

Entender as relações entre uso do solo, dinâmica de regeneração e serviços

ecossistêmicos prestados pela vegetação da Caatinga de forma a (1) caracterizar o

potencial de prestação de serviços pelas UCs da Caatinga em diferentes escalas

espaciais, (2) definir diretrizes de manejo das UCs e de seus entornos que maximizem a

prestação de serviços ambientais, (3) incorporar as UCs dentro de uma estratégia de

adaptação às mudanças climáticas e transição para a sustentabilidade.

- SUBPROJETO 11: Odores florais em sistemas neotropicais especializados

de polinização

Analisar a química dos odores florais em diferentes sistemas especializados de

polinização, principalmente envolvendo polinização por abelhas, esfingideos e

morcegosem espécies da família Malpighiaceae. Pretendemos responder algumas

perguntas: Qual é a composição e quantidade dos perfumes exalados por flores de

plantas que produzem óleo? Qual a influência desses sinais atrativos na atração seletiva

das espécies de abelhas polinizadoras? Em espécies que apresentam flores com e sem

elaióforos, as flores dos distintos morfos apresentam diferenças quanto ao buquê? Como

a presença desses sinais interfere na frequência dos polinizadores?

Indique quantitativos e metas do Projeto em termos de:

i) Resultados científicos e tecnológicos (artigos, livros, patentes, etc.);

Como produtos científicos, temos a previsão de produção direta de 15 teses de

doutorado vinculadas aos alunos que realizarão doutorado-sanduíche nos próximos

quatro anos. Espera-se também um aumento no impacto das publicações a partir dessas

colaborações, com consequente aumento no número anual de artigos em revistas Qualis

A1-2 e B1 com discentes (nB1+), tendo como meta a preparação, submissão, aceite ou

publicação de, no mínimo, 15 nB1+. Além disso, também são esperados pelo menos

mais 15 artigos de impacto fruto de projetos de pós-doutorado e professores visitantes,

além da melhoria nos trabalhos de outros alunos não diretamente envolvidos.

ii) Estudantes de doutorado;

15 doutores titulados serão diretamente beneficiados, por meio de doutorado-

sanduíche (em média de um ou dois por SUBPROJETO).

iii) Intercâmbio de professores e estudantes de doutorado;

Esta proposta prevê a mobilidade de:

- 15 alunos de doutorado através de bolsas sanduíche por seis meses cada (em

média de um ou dois por SUBPROJETO);

- 1 Missão de Trabalho no Exterior (SUBPROJETO 5)

- 2 Professores Visitantes Júnior por 6 e 3 meses (SUBPROJETOS 3 e 4);

- 5 Professores Visitantes Sênior por 3 meses cada (SUBPROJETOS 7, 8, 9, 10,

11);

- 1 Professor Visitante no País por 6 meses (SUBPROJETO 6);

- 1 Jovem Talento com Experiência no Exterior por 6 meses (SUBPROJETO 1);

iv) Financiamento nacional e internacional como suporte para o andamento do

projeto;

Algumas das colaborações propostas, já captaram recursos através de projetos

nacionais ou internacionais, sendo apresentadas como contrapartidas, tais como:

- Dra. Magdalena Vaio (2017-2020), UDELAR, Montevidéu, Uruguai: "Mismo origen,

¿distinto resultado? Efectos de la diploidización en alotetraploides del grupo Dilatata

del género Paspalum" (Programa de apoyo a Proyectos de I+D 2016, UDELAR, projeto

nº 465).

- Dra. Inara Roberta Leal (2014 – 2016). Perturbações antrópicas, mudanças climáticas

e a biota futura da Caatinga (Colaboração Internacional Brasil-Alemanha CNPq-DFG

processo número 490450/2013-0).

- Dra. Inara Roberta Leal (2016 – Atual). Perturbações antrópicas e organismos-chave

na dinâmica de regeneração da Caatinga - uma floresta tropical seca ameaçada no Brasil

(Programa PROBRAL CAPES-DAAD, Processo número 99999.008131/2015-05).

Parceria com o Dr. Rainer Wirth da University of Kaiserslautern, Kaiserlautern,

Alemanha.

- Dr. Marcelo Tabarelli (2016 – Atual). Perturbações antrópicas, mudanças climáticas e

a biota futura da Caatinga (Programa de Pesquisa Ecológica de Longa Duração. PELD -

CNPq, Processo número 441386/2016-4). Parceria com o Dr. Rainer Wirth da

University of Kaiserslautern, Kaiserlautern, Alemanha; Dr. Alan N. Andersen do

Research Institute of Environment and Livelihoods, Austrália; Dr. Victor Arroyo-

Rodrigues, Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad, México.

Outros projetos serão submetidos a agências de fomento diversas.

v) Iniciação Acadêmica em nível de graduação e pós-graduação em cursos,

escolas, ensino de língua estrangeira, bem como para promover a visibilidade

internacional das pesquisas e programas de pós-graduação.

Os pesquisadores visitantes, beneficiados com bolsa no país por essa proposta ou

financiados através de outros convênios, irão ministrar disciplinas eletivas em inglês no

Programa, disciplinas essas divulgadas através do site em inglês do PPGBV. Estas

disciplinas abordarão temas atuais e estratégicos para a formação dos alunos dos

diversos eixos, tais como: “Filogenômica” (Phylogemomics, Madgalena Vaio) e o

“Curso de Campo Ecologia e Conservação da Caatinga” (Field Course Ecology and

Conservation of Caatinga, Rainer Wirth).

3. Metodologia (descreva brevemente as metodologias envolvidas para o

andamento do projeto de pesquisa)

Os 11 subprojetos que integram este projeto utilizarão metodologias diversas,

desde análises moleculares de última geração para estudos filogenéticos, filogeográficos

e genômicos evolutivos até análises ecológicas em diferentes escalas com foco para

restauração e sustentabilidade da Caatinga. Uma breve descrição das metodologias que

será utilizada é encontrada abaixo, por subprojeto:

- SUBPROJETO 1: Estudos filocitogenéticos no grupo Caesalpinia

(Leguminosae)

Será realizado o sequenciamento NGS (Illumina MiSeq) numa cobertura de 0,1×

do genoma de representantes de Caesalpinia, cobrindo os principais clados do grupo.

Os dados originais do sequenciamento Illumina serão analisados no programa

RepeatExplorer (www.repeatexplorer.org), para identificação de sequências repetitivas

para a análise comparativa entre diferentes espécies. Os padrões de divergência das

sequências repetitivas e das relações entre as espécies será determinado por uma

abordagem filogenômica baseada na abundância comparative dos repeats (Dodsworth et

al. 2015). Por fim, esses dados serão correlacionados com caracteres ecológicos por

meio de métodos filogenéticos comparativos.

- SUBPROJETO 2: Reconstrução da Filogenia e Evolução cariotípica em

Melocactus Link & Otto (Cactaceae: subfamília Cactoideae).

Além de uma filogenia molecular plastidial e da caracterização citogenética

básica das espécies do gênero Melocactus, será utilizada uma abordagem NGS, similar à

descrita no SUBPROJETO 1, para caracterização citogenética molecular das espécies.

- SUBPROJETO 3: Sistemática e Evolução de Cryptanthus Otto & A. Dietr.

(Bromelioideae, Bromeliaceae)

Serão coletados 20-30 espécimes das espécies de Cryptanthus e Orthophytum

com distribuição ao norte do Rio São Francisco para extração de DNA e análises

moleculares. Os testes com os primers plastidiais e nucleares utilizados em diferentes

estudos com Bromeliaceae estão sendo realizados para a identificações de regiões

polimórficas e informativas (e.g. Givnish et al. 2011 [atpB-rbcL, matK, ndhF, psbA-

trnH]; Louzada et al. 2014 [PHYC, trnL-trnF, trnH-psbA]. Depois de amplificadas, as

regiões polimórficas serão sequenciadas em parceria com o Instituto Tecnológico Vale e

os dados moleculares gerados serão utilizados para reconstruções filogenéticas.

- SUBPROJETO 4: Sistemática e Evolução de Piptolepis Sch. Bip.

(Compositae, Vernonieae)

Serão coletas folhas jovens de espécies do gênero Piptolepis e espécies

estreitamente relacionadas (Loeuille et al. 2015b) e preservadas em sílica-gel para os

estudos filogenéticos e filogeográficos. A obtenção de dados moleculares será realizada

com o uso de sequenciamento de nova geração de DNA (NGS), em plataforma Illumina

iScan Sequencing Module. As sondas de 763 loci especialmente desenhadas para

Asteraceae (Mandel et al. 2014) serão usadas. Serão feitas análises tanto com

parcimônia, como método bayesiano (Huelsenbeck & Ronquist 2001). As análises de

filogeografia do complexo Piptolepis ericoides serão realizadas amostrando os

diferentes morfotipos encontrados ao longo da cadeia do Espinhaço, MG. Os dados

informativos em nível populacional obtidos com NGS serão utilizados na análise

filogeográfica.

- SUBPROJETO 5: Evolução cariotípica e filogenia de Ameroglossum Eb.

Fisch., S. Vogel & A. V. Lopes e gêneros relacionados com base em análises

cromossômicas e Restriction-Associated DNA sequencing (RADseq)

As relações evolutivas para Ameroglossum e gêneros relacionados, serão

avaliadas através de uma abordagem citogenética molecular clássica, além da coloração

com fluorocromos, e pelo sequenciamento de última geração RADseq. A partir do DNA

nuclear total extraído de folhas conforme o método CTAB com ligeiras modificações

(Tel-Zur et al., 1999), serão preparadas bibliotecas de marcação RAD para

sequenciamento Illumina de alto rendimento conforme Baird et al. (2008). As

bibliotecas serão sequenciadas em Illumina Genome Analyzer conforme instruções do

fabricante. Para o estudo das relações filogenéticas entre as espécies de Ameroglossum o

conjunto de dados de sequências serão analisados por Máxima Parcimônia, Máxima

Probabilidade e Inferência Bayesiana por meio de diferentes softwares.

- SUBPROJETO 6: A mesma origem, resultado diferente? Efeitos da

diploidização em alotetraploides do grupo Dilatata do gênero Paspalum (Poaceae)

Todos os materiais alotetraploides do grupo Dilatata de Paspalum, bem como os

possíveis progenitores diploides serão mantidos em cultivo e analisados no presente

subprojeto. Será construído um rascunho do genoma para a espécie P. juergensii.

Posteriormente será realizada a análise de sequências de DNA repetidas, permitindo a

comparação das sequências repetidas presentes nas espécies tetraploides e diploides

relacionadas. O pipeline RepeatExplorer (http://www.repeatexplorer.org/) que usa

análise de agrupamento baseado em gráficos será usado para caracterizar a fração

repetitiva desses genomas. Por fim, será realizada a análise da reestruturação

cromossômica pós-diploidização, com mapeamento de sequências repetidas e

sequências únicas com sondas de pintura por oligo-FISH nas espécies tetraploides e

diploides relacionadas.

- SUBPROJETO 7: O papel da restauração ecológica na sustentabilidade

da Caatinga

Esta proposta está dividida em dois módulos. O primeiro está focado em

entender quais são os gargalos de promoção e as oportunidades de aplicação da

restauração ecológica na escala de bioma da Caatinga. Para isso, serão gerados mapas

de oportunidades para a restauração com foco na promoção da sustentabilidade. Esses

mapas serão gerados pelo cruzamento de dados biológicos, físicos, sociais e econômicos

de todo o bioma Caatinga. Na segunda etapa, queremos entender quais são os fatores

ecológicos que determinam o sucesso de ações práticas de restauração. Para isso vamos

realizar experimentos em campo para responder diversas questões ligadas à montagem

de comunidades de árvores na Caatinga. Especificamente vamos focar na ecologia

funcional e na relação entre biodiversidade e serviços ecossistêmicos na Caatinga.

- SUBPROJETO 8: Perturbações antrópicas, mudanças climáticas e

organismos-chave na dinâmica de regeneração da Caatinga

Para entender a relação entre agricultura, grupos biológicos e o funcionamento

do ecossistema, particularmente a aquisição, armazenamento e a circulação de

nutrientes no processo de regeneração da floresta, será preciso: (1) estimar a

produtividade do ecossistema e quantificar a biomassa acima do solo, (2) estimar a

aquisição, o fluxo e a distribuição espaço-temporal dos nutrientes em diferentes

compartimentos do ecossistema (principalmente carbono e nitrogênio), e (3) estimar a

atividade de forrageio das formigas e a atividade fisiológica das crostas, além de

quantificar suas abundâncias no tempo e no espaço, considerando a cronosequência de

regeneração. Também traçaremos um perfil ecofisiológico (i.e. estimar o custo de

construção foliar; características morfoanatômicas de raiz, caule e folha; estimar a

capacidade e benefícios entre a simbiose planta-fungos micorrízicos arbusculares) das

plantas lenhosas da Caatinga que são mais abundantes nas áreas mais perturbadas e

menos perturbadas, bem como em áreas mais secas e mais úmidas do Parque Nacional

do Catimbau, PE.

- SUBPROJETO 9: Recuperação dos serviços providos por formigas às

plantas ao longo da regeneração da vegetação de Caatinga

Para o serviço de dispersão de sementes serão realizados testes de remoção de

sementes com espécies de plantas selecionadas ao longo da cronossequência.

Identificaremos as espécies de formigas removendo as sementes, suas taxas e distâncias

de remoção, bem como os locais de deposição das sementes. Para a proteção anti-

herbivoria serão monitorados os ataques das formigas a herbívoros simulados na mesma

cronossequência também usando espécies de plantas selecionadas.

- SUBPROJETO 10: Uso do solo, regeneração natural e serviços

ecossistêmicos providos pela Caatinga: Conectando Unidades de Conservação e

sustentabilidade

Este subprojeto está dividido em seis módulos operacionais, incluindo duas

escalas de trabalho, a local (i.e. dentro do Parque Nacional do Catimbau e adjacências) e

a regional (diferentes recortes espaciais em escalas maiores que a local).

Módulo 1. Uso do solo e distribuição da vegetação de Caatinga (escala local)

Neste módulo caracterizaremos as relações entre (1) uso do solo, (2) distribuição

qualitativa e quantitativa da vegetação, e (3) variáveis demográficas humanas na escala

do Parque Nacional e no seu entorno.

Módulo 2. Valor de conservação e serviços ecossistêmicos (escala local)

Neste módulo: (1) Usaremos espécies de plantas lenhosas, formigas, borboletas e

abelhas Euglossini como indicadores de valor de conservação da vegetação nativa, (2)

usaremos biomassa da vegetação acima do solo para estimar serviços associados ao

estoque de nutrientes, (3) estimaremos serviços ecossistêmicos providos por

organismos, como controle de pragas, dispersão de sementes e polinização, (4)

usaremos indicadores obtidos por análise de imagens de satélite para estimar serviços

mediados por vegetação no que se refere a estoque e ciclagem de nutrientes, proteção de

solo, controle climático.

Módulo 3. Dinâmica de regeneração e seus condicionantes (escala local)

Neste módulo testaremos o papel de processos ecológicos (e.g. limitação da dispersão) e

organismos-chave (caprinos, formigas cortadeiras e crostas biológicas de solo) na

regeneração da vegetação de Caatinga.

Módulo 4. Capital natural e provisão de serviços de UCs da Caatinga (escala regional)

Aqui serão quantificados o capital natural e os serviços ecossistêmicos providos por

unidades de conservação de proteção integral da Caatinga.

Módulo 5. Condicionantes socioeconômicos da cobertura de vegetação nativa (i.e.

capital natural): diálogo com o desenvolvimento sustentável (escala regional)

Verificaremos como variáveis socioeconômicas influenciam a provisão de serviços da

vegetação em escala regional, incluindo a presença de UCs, (2) identificaremos como as

políticas públicas em escala regional contribuem para degradação da vegetação de

Caatinga em escala regional e, por consequência, os serviços; (3) confrontaremos

capital e serviços com as principais políticas públicas de desenvolvimento sustentável,

(4) incorporaremos as UCs, capital e serviços em uma proposta de adaptação às

mudanças climáticas e sustentabilidade.

Módulo 6. Capacitação e transferência de informação

Neste módulo promoveremos a capacitação e a transferência das informações obtidas

com o projeto para públicos diversos, incluindo acadêmicos, comunidades locais,

gestores de UCs, tomadores de decisão e formuladores de políticas públicas. Além de

propor novos produtos e instrumentos, este módulo dará suporte a várias ações já em

desenvolvimento no Catimbau (PELD-PRONEX-Catimbau).

- SUBPROJETO 11: Odores florais em sistemas neotropicais especializados

de polinização

Para a caracterização química do buquê de voláteis florais das espécies, serão

coletadas amostras (N=10 para cada espécie de Malpighiaceae) através do método

headspace dinâmico (Raguso e Pellmyr, 1998). As inflorescências serão ensacadas com

sacos de polietileno e o ar retido no interior dos sacos será puxado por uma bomba de

sucção. Serão coletadas amostras controle da parte vegetativa e do ar do ambiente para

eliminar possíveis contaminantes. As amostras serão eluídas com hexano e armazenadas

a -24°C. Os compostos serão identificados a partir de cromatografia gasosa acoplada à

espectrometria de massas (GC-MS). Os procedimentos e equipamentos serão os

mesmos utilizados por Maia et al. (2014).

4. Experiências de equipe e registros de colaboração (Listar membros da

equipe e afiliação com descrição breve):

i) a experiência dos membros da equipe científica (brasileiros e estrangeiros) e suas

contribuições científicas mais relevantes para os temas do projeto;

PPGBV/UFPE - Brasil:

• Dra. Andrea Pedrosa-Harand (ORCID 0000-0001-5213-4770; Professora

Associada; PQ 1C). Especialista em citogenética molecular e citogenômica de plantas,

com experiência em filogenia e filogeografia. (SUBPROJETOS 1, 2 e 6).

• Dra. Ariadna Valentina de Freitas e Lopes (ORCID 0000-0001-5750-5913;

Professora Associada; PQ 1D). Especialista em biologia reprodutiva de plantas com

enfoques em diversidade de estratégias reprodutivas de plantas, diversidade funcional

dessas estratégias e sucesso reprodutivo em comunidades biológicas em floresta

Atlântica e Caatinga. (SUBPROJETO 10).

• Dr. Benoît Francis Patrice Loeuille (ORCID 0000-0001-6898-7858; Professor

Adjunto). Especialista em sistemática e filogenia de Vernonieae (Asteraceae). Sua linha

de investigação é o estudo da evolução da diversidade morfológica e fitoquímica das

Asteraceae Neotropicais com enfoque filogenético. (SUBPROJETO 4)

• Dra. Inara Roberta Leal (ORCID 0000-0001-9202-9828; Professor Associada,

PQ 1B). Especialista em ecologia vegetal em ambiente de Caatinga e Floresta Atlântica,

com ênfase em processos de perda e fragmentação de habitats e a proliferação de

herbívoros, especialmente de formigas cortadeiras. (SUBPROJETOS 8 e 9).

• Dr. Felipe Pimentel Lopes de Melo (ORCID 0000-0002-1271-3214; Professor

Adjunto, PQ 2). Especialista em ecologia vegetal. Pesquisador e colaborador do Centro

de Pesquisas Ambientais do Nordeste. (SUBPROJETO 7).

• Dra. Isabel Cristina Sobreira Machado (ORCID 0000-0001-5015-2393;

Professor Titular, PQ 1A). Tem experiência na área de Biologia Floral e sistema

reprodutivo, atuando principalmente nos seguintes temas: fenologia, polinização,

melitofilia, ornitofilia, esfingofilia, quiropterofilia, mata atlântica, caatinga.

(SUBPROJETO 11).

• Dr. Leonardo Pessoa Felix (ORCID 0000-0001-9202-9828; Professor Adjunto,

PQ 2). Especialista em taxonomia de fanerógamas, atuando principalmente em florística

e citogenética de espécies de inselbergues com ênfase em Orchidaceae.

(SUBPROJETOS 2 e 5)

• Dr. Luiz Gustavo Souza (ORCID 0000-0002-5700-6097; Professor Adjunto).

Especialista em citogenética molecular e citogenômica de plantas, com experiência em

filogenia e filogeografia. (SUBPROJETOS 1 e 2)

• Dr. Mauro Guida dos Santos (ORCID 0000-0001-5146-4591; Professor

Associado, PQ 2). Especialista em ecofisiologila com ênfase em relações hídricas,

trocas gasosas, metabolismo do carbono e anatomia ecológica de plantas adaptadas ao

semiárido. (SUBPROJETO 8)

• Dr. Marcelo Guerra (ORCID 0000-0003-1438-9742; Professor Titular; PQ 1A).

Especialista em citogenética molecular e citotaxonomia de plantas, com enfoque em

organização cromossômica (bandeamento, marcas epigenéticas, cromossomos

holocinéticos, etc). (SUBPROJETO 5)

• Dr. Marcelo Tabarelli (ORCID 0000-0001-7573-7216; Professor Associado; PQ

1A). Especialista em ecologia e conservação de plantas com atuação em diversas

entidades de conservação da diversidade biológica, como a Conservação Internacional

do Brasil, onde é membro do Conselho Deliberativo, Fundação O Boticário de Proteção

à Natureza e Centro de Pesquisas Ambientais do Nordeste (CEPAN). (SUBPROJETO

7, 8 e 9)

• Dr. Rafael Batista Louzada (ORCID 0000-0002-0040-7690; Professor Adjunto).

Especialista em Sistemática de Angiospermas, atuando principalmente em taxonomia,

filogenia e biogeografia de Bromeliaceae. (SUBPROJETOS 3 e 4)

Parceiros Estrangeiros:

Austrália: Universidade James Cook

• Katharina Nargar (sobrenome de solteira Schulte; ORCID 0000-0002-0459-

5991; Pesquisadora Adjunto). Especialista em sistemática molecular e filogeografia de

plantas tropicais, atuando principalmente em estudos com a família Orchidaceae e

Bromeliaceae, especialmente em estudos filogenéticos com a subfamília Bromelioideae,

onde já participou como co-autora de artigo filogenético do gênero Cryptanthus.

(SUBPROJETO 3)

Austrália: Research Institute for the Environment & Livelihoods

• Dr. Alan Neil Andersen (ORCID 0000-0003-1487-3323; Pesquisador Sênior).

Atua em duas instituições de prestígio australianas, CSIRO Land & Water, Tropical

Ecosystems Research Centre, Darwin, e Research Institute for the Environment and

Livelihoods, Charles Darwin University, Darwin. Já publicou mais de 200 artigos

científicos na sua carreira e é uma das maiores autoridades em ecologia e conservação

de formigas no mundo. (SUBPROJETO 9)

Áustria: Universidade de Salzburg

• Dr. Stefan Dötterln (ORCID 0000-0001-5228-1332; Professor). Pesquisador

renomado com inúmeras publicações envolvendo a química de odores florais que

desempenham um papel crucial na atração de insetos. (SUBPROJETO 11)

Alemanha: University of Bayreuth

• Dra. Bettina Engelbrecht (ORCID 0000-0002-2546-5504; Professor).

Especialista em padrões de distribuição de árvores ao longo de gradientes ambientais.

Seu particular interesse é na importância relativa de diferentes fatores, especialmente a

água, mas também a disponibilidade de luz e nutrientes, herbivoria, patógenos,

dispersores de sementes e processos históricos (SUBPROJETO 8).

Alemanha: University of Kaiserslautern

• Dr. Burkhard Büdel (ORCID 0000-0002-1257-260X; Professor). Especialista

em ecologia e ecofisiologia de algas e líquenes pró-eucarióticos com ênfase em

sistemática, filogenia e filogeografia; diversidade, ecologia e ecofisiologia de crostas

biológicas e filmes sobre rochas e solos em regiões áridas e semiáridas e

microambientanes. (SUBPROJETO 8)

• Dr. Rainer Wirth (ORCID 0000-0001-8042-3123; Professor). Especialista no

estudo das interações das espécies e na estabilidade do ecossistema e funcionamento em

regiões temperadas e tropicais sistemas florestados. Seus estudos incluem o impacto do

uso silvícola da terra e fragmentação da floresta no desempenho dos herbívoros e

interações planta-herbívoro (redes) em uma paisagem de floresta temperada.

(SUBPROJETO 8)

Canadá: Universidade de Montreal

• Dr. Edeline Gagnon (ORCID 0000-0003-3212-9688; Institut de recherche en

biologie végétale and Département de sciences biologiques, Université de Montréal,

Canada, em colaboração com Dr. Lewis). Taxonomista do grupo Caesalpinia e autora

da principal filogenia molecular do grupo. (SUBPROJETO 1)

Estados Unidos da América: Universidade de Memphis

• Dr. Jennifer Mandel (ORCID 0000-0003-3539-2991; Professor Assistente).

Especialista em genética de população, genética quantitativa, genética evolutiva e

filogenética. Emprega abordagens de campo e laboratório para obter uma compreensão

dos processos e mecanismos que levam à diversidade genética, fenotípica e ecológica

no mundo. (SUBPROJETO 4)

México: Universidad Nacional Autónoma de México

• Dr. Víctor Arroyo Rodríguez (ORCID 0000-0002-0858-0324; Investigador

Titular B). Sua pesquisa está focada na compreensão dos fatores que determinam a

manutenção da biodiversidade em paisagens tropicais fragmentadas e visa gerar

conhecimento e teorias que servem de base para a concepção de estratégias de

conservação de espécies nessas paisagens. (SUBPROJETO 7)

Reino Unido: University of East Anglia

• Dr. Carlos Peres (ORCID 0000-0002-1588-8765; Professor). Estuda ecologia da

comunidade da vida selvagem nas florestas amazônicas, a ecologia populacional das

principais populações de recursos florestais tropicais e os critérios biológicos para o

projeto de grandes reservas naturais. Já publicou ~ 280 artigos na sua carreira e

supervisionou o trabalho e lançou a carreira de 96 estudantes de pós-graduação de 19

países. Em 1995, ele recebeu um "Prêmio de Liderança para a Conservação da

Biodiversidade" da Fundação Bay (EUA) e em 2000 foi eleito "Líder Ambientalista

para o Novo Milênio" pela Time Magazine e pela rede CNN. (SUBPROJETO 10)

Reino Unido: Royal Botanic Gardens, Kew

• Dr. Mark Chase (ORCID 0000-0002-9927-4938; Senior Research Professor).

Especialista em filogenia de angiospermas (Angiosperm Phylogeny Group),

classificação e evolução de orquídeas, poliploidia e epigenética. (SUBPROJETOS 2 e

5)

• Dra. Ilia J. Leitch (ORCID 0000-0002-3837-8186; Senior Research Leader).

Especialista em citogenômica e análise de variação do tamanho do genoma em plantas.

(SUBPROJETO 1 e 2)

• Dr. Gwilym P. Lewis (ORCID 0000-0003-2599-4577; Research Leader).

Principal taxonomista do grupo Caesalpinia e lider de um grupo mundial de estudos de

sistemática integrative em Leguminosas. (SUBPROJETO 1)

Uruguai: UDELAR, Montevidéu, Uruguai

• Dra. Magdalena Vaio (ORCID 0000-0001-8377-6485; Professora). Especialista

em citogenética molecular de Paspalum, com pós-doutorado em citogenômica de

sequências repetitivas. (SUBPROJETO 6)

ii) colaborações internacionais anteriores e / ou em curso;

• Dra. Andrea Pedrosa-Harand e Dr. Luiz Gustavo Souza com:

- Dr. Andreas Houben (2018-2021), Leibniz-Institute of Plant Genetics and Crop Plant

Research, Gatersleben, Alemanha: “Evolution and structure of holocentric

chromosomes in plants” (PROBRAL/CAPES, projeto nº 88881.144086/2017-01).

- Dra. Andrea C. Premoli (2016-2018), Universidad Nacional del Comahue-CRUB,

Bariloche, Argentina: “Tecnologías de secuenciación genómica aplicadas a estudios

evolutivos y filogenéticos en géneros considerados clave en biogeogra” (Fondo para la

Investigación Científica y Tecnológica (FONCYT), ANPCyT - PICT-2015-1563).

• Dra. Andrea Pedrosa-Harand com:

- Dr. Andreas Houben (2013-2015), Leibniz-Institute of Plant Genetics and Crop Plant

Research, Gatersleben, Alemanha: “Estrutura centromérica e adaptações meióticas em

Rhynchospora pubera (Cyperaceae), uma espécie com cromossomos holocinéticos”

(Programa Pesquisador Visitante Especial, Ciência sem Fronteiras/CAPES, projeto nº

23038.009777/2012-50).

- Dra. Magdalena Vaio (2017-2020), UDELAR, Montevidéu, Uruguai: "Mismo origen,

¿distinto resultado? Efectos de la diploidización en alotetraploides del grupo Dilatata

del género Paspalum" (Programa de apoyo a Proyectos de I+D 2016, UDELAR, projeto

nº 465).

- Dr. Pablo Speranza (2015-2019), UDELAR, Montevidéu, Uruguai: “Desarrollo de

herramientas genómicas para la domesticación de Paspalum dilatatum” (Programa de

apoyo a Proyectos de I+D 2014, UDELAR, projeto nº 8725).

• Dra. Ariadna Valentina Lopes com:

- Emilio Bruna (2013-2016), University of Gainesville, EUA: Functional diversity of

plant reproductive traits in Atlantic forest and Caatinga.

- Lynn Dicks (2014-2017), University of East Anglia, UK: Tematic Assessment on

Pollination and pollinators and food production of the IPBES (Intergovernmental

Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services).

• Dra. Ariadna Valentina e Dr. Marcelo Tabarelli:

- Dr. Carlos Peres (2008-2013), University of East Anglia, Reino Unido. Perda de

diversidade de atributos reprodutivos de árvores em remanescentes da floresta Atlântica

Nordestina.

• Dr. Benoît Francis Patrice Loeuille com:

- Sterling Keeley (2007-2011), University of Hawaii at Manoa, EUA: phylogeny of

American Vernonieae.

- David J.N. Hind (2006-2011), Royal Botanic Kew Gardens, UK: systematics of

Lychnophorinae.

- René Zaragueta-y-Bagils (2009-now), Muséum national d’Histoire naturelle, França:

Sistemática de Lychnophorinae (Asteraceae: Vernonieae) e Análise a Três Elementos:

integrando dados morfológicos e moleculares na reconstrução filogenética.

• Dr. Inara Leal e Dr. Marelo Tabarelli com:

- Dr. Burkhard Büdel (University of Kaiserslautern, Alemanha). Influência das formigas

cortadeiras na estrutura da vegetação da Floresta Atlântica Nordestina (Projeto

PROBRAL CAPES/DAAD processo número 257/07).

- Dra. Bettina Engelbrecht (2017 – Atual, University of Bayreuth, Alemanha). Uso do

solo, regeneração natural e serviços ecossistêmicos providos pela Caatinga: Conectando

Unidades de Conservação e sustentabilidade (CNPq-ICMBio Pesquisa em Unidade de

Conservação processo número 421323/2017-5).

- Dr. Alan Andersen (2014 – 2017). Efeitos do aumento da perturbação e da redução da

pluviosidade sobre comunidades de formigas e suas interações com plantas e herbívoros

(Pesquisador Visitante Especial - PVE MEC/MCTI/CAPES/CNPq/FAPs processo

número 88881.030482/2013-01).

• Dr. Leonardo Félix com:

- Dr. Mark Chase (2015-2017), Royal Botanic Gardens, Kew, Reino Unido:

“Filogenética molecular e classificação infragenérica de Epidendrum L. (Orchidaceae:

Epidendroideae)” (Programa Pesquisador Visitante Especial, Ciência sem

Fronteiras/CNPq, projeto nº 400209/2014-4).

• Dr. Luiz Gustavo Souza com:

- Dra. Ilia J. Leitch (05-10/2017), Royal Botanic Gardens, Kew, UK: "Using genomic

repeat abundance and cytogenomic approaches to infer phylogenetic relationships in

Caesalpinia sensu lato (Fabaceae)" (bolsa de Estágio Pós-Doutoral no

Exterior/CAPES).

• Dr. Marcelo Guerra com:

- Dra. Cristina Mazzela (2007-2008), Universidad de la República, Facultad de

Agronomía, Depto. de Biología Vegetal, Motevideo, Uruguai: “Determinação

taxonômica e variabilidade genética em espécies das famílias Asteraceae e Alliaceae,

usadas como plantas medicinais ou potencialmente medicinais: Baccharis (secção

Cauloptera), Achyrocline e Nothoscordum” (Edital CNPq nº 027/2006 – Seleção

pública de propostas de projetos conjuntos de pesquisa, desenvolvimento e inovação no

âmbito dos Convênios Bilaterais de Cooperação Internacional/CNPq).

- Dra. Angeles Cuadrado (2003-2004), Universidade de Alcalá, na Espanha:

“Diversificação de ciperáceas brasileiras do gênero Rhynchospora: uma abordagem

citomolecular” (Programa CAPES/MECD)

- Dr. Modesto Luceño (2002-2004), Universidade de Pablo Olavide, Espanha: “El

estrecho de Gibraltar y la evoluciõn de las Agiospermas: Análisis moleculares,

citogenéticos y reproductores” (Ministério de Educación, Cultura y Deporte da

Espanha).

• Dr. Rafael Batista Louzada com:

- Katharina Nargar & Georg Zizka (2009-2013), Instituto Senckenberg, Alemanha:

Filogenia de Orthophytum e gêneros relacionados (Bromeliaceae).

iii) perspectivas de consolidação de colaborações internacionais;

Os colaboradores estrangeiros listados no item 4.i já iniciaram, em sua maioria,

colaborações com os pesquisadores do PPGBV e expressaram seu interesse em

consolidar e formalizar essas parcerias através da presente proposta (ver Anexos).

iv) colaboração contínua ou potencial entre os pesquisadores pertencentes a

diferentes programas de pós-graduação da UFPE sobre os temas do projeto;

Profa. Dra. Daniela Navarro, do Programa de Pós-Graduação em Química

(PPGQuimica) da Universidade Federal de Pernambuco é colaboradora nos projetos que

envolvem análises de odores florais (SUBPROJETO 11).

Profa. Dra. Ana Maria Benko Iseppon, do Programa de Pós-Graduação em

Genética (PPGG) da Universidade Federal de Pernambuco é colaboradora nos projetos

que envolvem análises da expressão de fatores de transcrição em espécies sob estresse

(SUBPROJETO 8).

5. Esboço do orçamento (consulte itens de financimento e valores em https://goo.gl/b98cwi e sugestões fornecidas no item 9.1 desta

chamada)

Despesa Subprojeto Ano País quota/meses/dias

Total R$ com

adicional

Total R$

sem adicional

Doutorado Sanduíche (DS), 6 - 12 meses 1 2022 UK

Richmond 1 49.118,40

2 2021 UK

Richmond 1 49.118,40 3 2019 Austrália 1 40.478,40

4 2020 EUA 1 40.478,40

5 2021 UK

Richmond 1 49.118,40 7 2019/2020/2021 MÉXICO 3 121.435,20

8 2020 ALEMANHA 3 121.435,20

9 2020 AUSTRALIA 1 40.478,40

10 2020/2021 UK 2 80.956,80

11 2019 AUSTRIA 1 40.478,40 Total 15 147.355,20 485.740,80

Despesa Subprojeto Ano País quota/meses/dias

Total R$ com

adicional

Total R$

sem adicional Missões de Trabalho no Exterior (MT) 5 2021 UK Richmond 17 dias

29.109,60

Professor Visitante Sênior (PVS), 3 - 12 meses 7, 8, 9, 10,

11 2019-2021 Europa 18 239.198,40 Professor Visitante Júnior (PVJ), 3 - 12 meses 3, 4 2019-2020 AUSTRALIA/EUA 9 97.624,80

Total 365.932,80 summer/winter schools (S/WS), até 3 meses Professor Visitante no País (PVP), de 15 dias a 12 meses 6 2019 Uruguai 6 90.632,00

Total 90.632,00 Jovem Talento com Experiência no Exterior (JTE), 6 a 36 meses 1 2019 UK 6 70.155,29 Pós-doutorado com Experiência no Exterior (PVE), 6 a 36 meses

Total 70.155,29

Manutenção de Projetos (até R$ 10.000,00 por ano) 2019/2020/2021/2022 4 40.000,00 Reagentes de laboratórios, deslocamento, informática...

Total 40.000,00

Total Geral 1.199.816,09

6. Resultados (Descreva os impactos esperados que o projeto trará aos

programas de pós-graduação da UFPE e à Política de Internacionalização

Institucional)

A presente proposta pretende contribuir para o aumento de produção científica

de alto impacto do Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal e do NPGBio,

através da ampliação e consolidação de novas parcerias institucionais estrangeiras,

particularmente de docentes jovens do PPGBV, ainda com curto histórico de

colaborações. Uma vez que o PPGBV tem conceito 6 pela CAPES, espera-se que o

aumento no nB1+ com discentes e parceiros internacionais eleve ainda mais o impacto

da produção do Programa, contribuindo para a consolidação de sua internacionalização

para um futuro conceito 7.

7. Referências

Baird NA,Etter PD, Atwood TS, Currey MC, Shiver AL, Lewis ZA, Selker EU, Cresko

WA, Johnson EA. 2008. Rapid SNP discovery and genetic mapping using

sequenced RAD markers. PLoS One 3: e3376.

Dodsworth S, Chase MW, Kelly LJ, Leitch IJ, Macas J, Novák P, Piednoël M, Weiss-

Schneeweiss H, Leitch AR. 2015. Genomic repeat abundances contain

phylogenetic signal. Syst Biol. 64:112-126.

Givnish TJ, Barfuss MHJ, Van Ee B et al. 2011. Phylogeny, adaptative radiation, and

historical biogeography in Bromeliaceae: Insights from an eight-locus plastid

phylogeny. American Journal of Botany 98: 872–895.

Huelsenbeck, J.P.; Ronquist, F. 2001. Mr.Bayes: Bayesian inference of phylogenetic

trees. Bioinformatics 17:754-755.

Loeuille, B.; Semir, J., Lohmann, L.G.; Pirani, J.R. 2015. A phylogenetic analysis of

Lychnophorinae (Asteraceae: Vernonieae) based on molecular and morphological

data. Systematic Botany, 40:299-315.

Louzada RB, Schulte K, Wanderley MGL et al. 2014. Molecular phylogeny of the

Brazilian endemic genus Orthophytum (Bromelioideae, Bromeliaceae) and its

implications on morphological character evolution. Molecular Phylogenetics and

Evolution 77: 54-64.

Maia ACD, Lima CT, Navarro DF, Chartier M, Giulietti AM, Machado IC. 2014. The

floral scents of Nymphaea subg. Hydrocallis (Nymphaeaceae), the New World

night-blooming water lilies, and their relation with putative pollinators.

Phytochemistry 103: 67-75.

Mandel, J.R.; Dikow, R.B.; Funk, V.A.; et al. 2014. A target enrichment method for

gathering phylogenetic information from hundreds of loci: an example from the

Compositae. Applications in Plant Sciences, 2:1300085.

Raguso RA, Pellmyr O. 1998. Dynamic headspace analysis of floral volatiles: a

comparison of methods. Oikos 81: 238-254.

Tel-Zur N, Abbo S, Myslabodski D, Mizrahi Y. 1999. Modified CTAB procedure for

DNA isolation from epiphytic cacti of genera Hylocereus and Selenicereus

(Cactaceae). Plant Molecular Biology Reporter 17: 249–254.