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Silva EFDA, Lopes KS, Alves R, Carreira LMM, Silva DFDA, Romeiro LA, Batista Júnior WF, Rodrigues TM, Secco RS, Guimarães JTF. Late Quaternary hydroclimate and vegetation changes in an upland lake in southeastern Amazonia. AN ACAD BRAS CIENC 2023; 95:e20230173. [PMID: 38055564 DOI: 10.1590/0001-3765202320230173] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/16/2023] [Accepted: 08/07/2023] [Indexed: 12/08/2023] Open
Abstract
An integrated approach considering facies, isotopic, and palynological analyses of lake sediments from the Serra Norte de Carajás, southeastern Amazonia, is presented in this work to refine paleoclimate and paleohydrological changes based on upland lake sediments during the late Quaternary. The sediments have a fining-upward deposition cycle typical of upland swamps/lakes. The origin of organic matter is autochthonous mainly related to C3 terrestrial plants, macrophytes and algae. The pollen records of Hedyosmum during the Early Pleistocene suggest lower temperatures than those observed along Holocene. In the transitional period between the Pleistocene and the Holocene, rainfall decreased, causing the retraction of the flooded area, favoring the development of marshy conditions. The Late and Middle Holocene were marked by higher temperatures and lower humidity. Afterward, the increased pollen concentration from canga and forest vegetation, macrophytes, palms, and algae suggested increased humidity in the Early Holocene. The relative contribution of forest pollen along the records indicated that drier conditions were not strong enough for an extensive expansion of canga over forested areas.
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Affiliation(s)
- Edilson F DA Silva
- Museu Paraense Emílio Goeldi, Programa de Pós-graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Rede BIONORTE, Coordenação de Botânica, Av. Perimetral, 1901, Terra Firme, 66077-830 Belém, PA, Brazil
| | - Karen S Lopes
- Instituto Tecnológico Vale, Rua Boaventura da Silva, 955, Nazaré 66055-090 Belém, PA, Brazil
| | - Ronnie Alves
- Instituto Tecnológico Vale, Rua Boaventura da Silva, 955, Nazaré 66055-090 Belém, PA, Brazil
| | - Léa Maria M Carreira
- Museu Paraense Emílio Goeldi, Coordenação de Botânica, Av. Perimetral, 1901, Terra Firme, 66077-830 Belém, PA, Brazil
| | - Delmo F DA Silva
- Gerência de Meio Ambiente, Minas de Carajás, Departamento de Ferrosos Norte, Estrada Raymundo Mascarenhas, s/n, Mina de N4, 68516-000 Parauapebas, PA, Brazil
| | - Luiza A Romeiro
- Instituto Tecnológico Vale, Rua Boaventura da Silva, 955, Nazaré 66055-090 Belém, PA, Brazil
| | - Wilson F Batista Júnior
- Museu Paraense Emílio Goeldi, Coordenação de Botânica, Av. Perimetral, 1901, Terra Firme, 66077-830 Belém, PA, Brazil
| | - Tarcísio M Rodrigues
- Gerência de Meio Ambiente, Minas de Carajás, Departamento de Ferrosos Norte, Estrada Raymundo Mascarenhas, s/n, Mina de N4, 68516-000 Parauapebas, PA, Brazil
| | - Ricardo S Secco
- Museu Paraense Emílio Goeldi, Programa de Pós-graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Rede BIONORTE, Coordenação de Botânica, Av. Perimetral, 1901, Terra Firme, 66077-830 Belém, PA, Brazil
| | - José Tasso F Guimarães
- Instituto Tecnológico Vale, Rua Boaventura da Silva, 955, Nazaré 66055-090 Belém, PA, Brazil
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Silva FAD, Kameyama C, Zappi D, Gil ADSB. The genus Justicia (Acanthaceae) in the state of Pará, Amazon, Brazil. RODRIGUÉSIA 2022. [DOI: 10.1590/2175-7860202273046] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
Abstract The taxonomic knowledge for genus Justicia in the Amazonian state of Pará, Brazil, is updated. The study was based on material from important national and international herbaria, as well as specimens collected in different vegetation types within the state, some of them kept under cultivation by the first author. Twenty five species of Justicia were recorded for Pará: J. asclepiadea, J. birae, J. calycina, J. carajensis, J. cayennensis, J. comata, J. distichophylla, J. divergens, J. gendarussa, J. laevilinguis, J. mcdadeana, J. montealegrensis, J. multiglandulosa, J. oldemanii, J. oriximinensis, J. paraensis, J. pectoralis, J. polystachya, J. potamogeton, J. pseudoamazonica, J. riedeliana, J. secunda, J. sphaerosperma, J. sprucei, J. yurimaguensis. Among these, five are new records for the state of Pará (J. asclepiadea, J. cayennensis, J. gendarussa, J. oldemanii, and J. yurimaguensis). Moreover, seven of the accepted names are lectotypified and a new name (J. oriximinensis) is proposed. A species identification key is presented alongside detailed morphological descriptions (including seed analysis), distribution and habitat information, taxonomic comments and illustrations.
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Affiliation(s)
| | | | - Daniela Zappi
- Universidade Federal Rural da Amazônia/Museu Paraense Emílio Goeldi, Brasil; Universidade de Brasília, Brasil
| | - André dos Santos Bragança Gil
- Universidade Federal Rural da Amazônia/Museu Paraense Emílio Goeldi, Brasil; Museu Paraense Emílio Goeldi - MPEG, Brasil
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Vasconcelos S, Nunes GL, Dias MC, Lorena J, Oliveira RRM, Lima TGL, Pires ES, Valadares RBS, Alves R, Watanabe MTC, Zappi DC, Hiura AL, Pastore M, Vasconcelos LV, Mota NFO, Viana PL, Gil ASB, Simões AO, Imperatriz‐Fonseca VL, Harley RM, Giulietti AM, Oliveira G. Unraveling the plant diversity of the Amazonian canga through DNA barcoding. Ecol Evol 2021; 11:13348-13362. [PMID: 34646474 PMCID: PMC8495817 DOI: 10.1002/ece3.8057] [Citation(s) in RCA: 3] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 07/17/2021] [Revised: 08/03/2021] [Accepted: 08/11/2021] [Indexed: 01/04/2023] Open
Abstract
The canga of the Serra dos Carajás, in Eastern Amazon, is home to a unique open plant community, harboring several endemic and rare species. Although a complete flora survey has been recently published, scarce to no genetic information is available for most plant species of the ironstone outcrops of the Serra dos Carajás. In this scenario, DNA barcoding appears as a fast and effective approach to assess the genetic diversity of the Serra dos Carajás flora, considering the growing need for robust biodiversity conservation planning in such an area with industrial mining activities. Thus, after testing eight different DNA barcode markers (matK, rbcL, rpoB, rpoC1, atpF-atpH, psbK-psbI, trnH-psbA, and ITS2), we chose rbcL and ITS2 as the most suitable markers for a broad application in the regional flora. Here we describe DNA barcodes for 1,130 specimens of 538 species, 323 genera, and 115 families of vascular plants from a highly diverse flora in the Amazon basin, with a total of 344 species being barcoded for the first time. In addition, we assessed the potential of using DNA metabarcoding of bulk samples for surveying plant diversity in the canga. Upon achieving the first comprehensive DNA barcoding effort directed to a complete flora in the Brazilian Amazon, we discuss the relevance of our results to guide future conservation measures in the Serra dos Carajás.
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Affiliation(s)
| | | | - Mariana C. Dias
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Programa Interunidades de Pós‐Graduação em BioinformáticaUniversidade Federal de Minas GeraisBelo HorizonteBrazil
| | | | - Renato R. M. Oliveira
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Programa Interunidades de Pós‐Graduação em BioinformáticaUniversidade Federal de Minas GeraisBelo HorizonteBrazil
| | | | | | | | | | | | - Daniela C. Zappi
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Instituto de Ciências BiológicasUniversidade de BrasíliaBrasíliaBrazil
| | | | - Mayara Pastore
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Coordenação de BotânicaMuseu Paraense Emílio GoeldiBelémBrazil
| | - Liziane V. Vasconcelos
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Programa de Pós‐Graduação em EcologiaUniversidade Federal do ParáBelémBrazil
| | - Nara F. O. Mota
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Coordenação de BotânicaMuseu Paraense Emílio GoeldiBelémBrazil
| | - Pedro L. Viana
- Coordenação de BotânicaMuseu Paraense Emílio GoeldiBelémBrazil
| | - André S. B. Gil
- Coordenação de BotânicaMuseu Paraense Emílio GoeldiBelémBrazil
| | - André O. Simões
- Departamento de Biologia VegetalUniversidade Estadual de CampinasCampinasBrazil
| | | | | | - Ana M. Giulietti
- Instituto Tecnológico ValeBelémBrazil
- Programa de Pós‐Graduação em BotânicaUniversidade Estadual de Feira de SantanaFeira de SantanaBrazil
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Silva AR, Resende-Moreira LC, Carvalho CS, Lanes ECM, Ortiz-Vera MP, Viana PL, Jaffé R. Range-wide neutral and adaptive genetic structure of an endemic herb from Amazonian Savannas. AOB PLANTS 2020; 12:plaa003. [PMID: 32128104 PMCID: PMC7043808 DOI: 10.1093/aobpla/plaa003] [Citation(s) in RCA: 10] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/02/2019] [Accepted: 01/28/2020] [Indexed: 05/05/2023]
Abstract
Conserving genetic diversity in rare and narrowly distributed endemic species is essential to maintain their evolutionary potential and minimize extinction risk under future environmental change. In this study we assess neutral and adaptive genetic structure and genetic diversity in Brasilianthus carajensis (Melastomataceae), an endemic herb from Amazonian Savannas. Using RAD sequencing we identified a total of 9365 SNPs in 150 individuals collected across the species' entire distribution range. Relying on assumption-free genetic clustering methods and environmental association tests we then compared neutral with adaptive genetic structure. We found three neutral and six adaptive genetic clusters, which could be considered management units (MU) and adaptive units (AU), respectively. Pairwise genetic differentiation (F ST) ranged between 0.024 and 0.048, and even though effective population sizes were below 100, no significant inbreeding was found in any inferred cluster. Nearly 10 % of all analysed sequences contained loci associated with temperature and precipitation, from which only 25 sequences contained annotated proteins, with some of them being very relevant for physiological processes in plants. Our findings provide a detailed insight into genetic diversity, neutral and adaptive genetic structure in a rare endemic herb, which can help guide conservation and management actions to avoid the loss of unique genetic variation.
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Affiliation(s)
- Amanda R Silva
- Universidade Federal Rural da Amazônia/Museu Paraense Emílio Goeldi, Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas - Botânica Tropical, Belém-PA, Brazil
- Museu Paraense Emílio Goeldi, Programa de Capacitação Institucional (PCI), Belém-PA, Brazil
| | | | | | - Eder C M Lanes
- Instituto Tecnológico Vale, Desenvolvimento Sustentável, Belém-PA, Brazil
| | - Mabel P Ortiz-Vera
- Instituto Tecnológico Vale, Desenvolvimento Sustentável, Belém-PA, Brazil
- Universidade Federal do Pará, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética e Biologia Molecular, Belém-PA, Brazil
| | - Pedro L Viana
- Universidade Federal Rural da Amazônia/Museu Paraense Emílio Goeldi, Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas - Botânica Tropical, Belém-PA, Brazil
| | - Rodolfo Jaffé
- Instituto Tecnológico Vale, Desenvolvimento Sustentável, Belém-PA, Brazil
- Universidade de São Paulo, Departamento de Ecologia, São Paulo-SP, Brazil
- Corresponding author’s email address:
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Mota NFDO, Watanabe MTC, Zappi DC, Hiura AL, Pallos J, Viveros RS, Giulietti AM, Viana PL. Cangas da Amazônia: a vegetação única de Carajás evidenciada pela lista de fanerógamas. RODRIGUÉSIA 2018. [DOI: 10.1590/2175-7860201869336] [Citation(s) in RCA: 40] [Impact Index Per Article: 6.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/14/2022]
Abstract
Resumo Nas cangas da Floresta Nacional (FLONA) de Carajás e no Parque Nacional dos Campos Ferruginosos (PNCF) foram registradas 856 espécies, distribuídas em 116 famílias de fanerógamas. As famílias mais ricas foram Poaceae (86), Fabaceae (65) e Rubiaceae (46). O hábito herbáceo foi o melhor representado. Dois gêneros, 24 espécies e uma subespécie são apontadas como endêmicas das cangas da área de estudos. Na FLONA de Carajás, a Serra Norte, com maior amostragem, possui 659 espécies de fanerógamas e na Serra Sul foram registradas 545 espécies. Aproximadamente 60% das espécies documentadas na área de estudos, incluindo espécies endêmicas, não possuem registro para o PNCF. Através da lista taxonômica aqui apresentada, foi possível demonstrar considerável distinção entre as cangas da Serra dos Carajás e as do Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, apontando também pouca correspondência dessas duas listas com a canga de Corumbá, no Mato Grosso do Sul. A riqueza e singularidade da flora da região, que inclui diversas espécies endêmicas, associada à ameaça a que estão submetidos estes ambientes por atividades de mineração, apontam para a necessidade de um planejamento para conservação das espécies da flora das cangas de Carajás.
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Affiliation(s)
| | | | | | - Alice Lima Hiura
- Instituto Tecnológico Vale de Desenvolvimento Sustentável, Brazil
| | - Julieta Pallos
- Instituto Tecnológico Vale de Desenvolvimento Sustentável, Brazil
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