PROJETO SISBIOTA / INCT-HERBÁRIO VIRTUAL

Rede Integrada em Taxonomia de Plantas e Fungos: ampliação do conhecimento sobre as plantas e fungos do brasil.

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Edital: MCT/CNPq/MEC/CAPES/FNDCT – Sistema Nacional de Pesquisa em Biodiversidade – SISBIOTA BRASIL


A proposta apresentada ao CNPq teve caráter de convergência e complementariedade do INCT-Herbário Virtual da Flora e dos Fungos do Brasil, representando a ampliação de atividades para um novo patamar organizacional onde, além da disponibilização de dados de herbários on-line, são desenvolvidos ferramentas e procedimentos para identificar lacunas no conhecimento a serem validados em campo.


O foco do projeto é direcionado a complementar as ações do INCT, analisando a qualidade do georreferenciamento de materiais depositados em herbários e produzindo relatórios de usabilidade dos dados e modelos de distribuição de espécies. No âmbito da proposta está sendo desenvolvido um programa de pesquisa em taxonomia com a realização de coletas e estudos de grupos de plantas e fungos específicos, definidos pelas lacunas de conhecimento identificadas por meio da análise dos acervos dos herbários on-line e da Lista de Espécies da Flora do Brasil (Forzza et al., 2010).


O objetivo Geral é ampliar o conhecimento sobre a diversidade de plantas e fungos, avaliar a “usabilidade” dos dados e disponibilizar interfaces de consulta que permitam monitorar e interpretar a ocorrência de espécies ao longo do tempo, indicando lacunas de conhecimento taxonômico e geográfico e fornecendo subsídios para conservação da biodiversidade brasileira.


Relevância do projeto


A definição de políticas e estratégias de desenvolvimento socioeconômico sustentável depende do acesso facilitado ao conhecimento, informações e dados, bem como à capacidade dos segmentos organizados da sociedade em utilizá-los. Coleções biológicas compõem a infra-estrutura básica de suporte para o desenvolvimento científico e para a inovação tecnológica nas áreas de saúde, agricultura, biodiversidade, meio ambiente e indústria. Assim, dados de materiais depositados em coleções biológicas são extremamente importantes e, associados a dados biológicos e geográficos, ferramentas imprescindíveis para o trabalho dos taxonomistas e apoio indispensável para muitas outras áreas do conhecimento.


A flora brasileira é considerada uma das mais ricas do mundo. Entretanto, em razão da grande dimensão territorial do Brasil e do pequeno número de taxonomistas, muitas áreas geográficas e grupos taxonômicos permanecem sem qualquer caracterização. Do mesmo modo, é importante identificar corretamente a espécie, conhecer seus limites de ocorrência geográfica, suas necessidades biológicas e interações com outros organismos; isso constitui a base para a identificação de mudanças na biodiversidade e para a implementação de medidas apropriadas de conservação (Hendry et al. 2010). É fundamental procurar compreender qual é a verdadeira dimensão da lacuna de conhecimento, tanto taxonômica quanto geográfica, para orientar futuras coletas e a formação de taxonomistas.


O Brasil hoje possui duas grandes iniciativas integradoras: (i) o INCT Herbário Virtual da Flora e dos Fungos que, utilizando a plataforma de informação desenvolvida para a rede speciesLink (parte do baseline do Sistema de Informação em Biodiversidade – SIBBr do MCT), está coordenando o trabalho junto aos herbários brasileiros e do exterior que hoje disponibilizam mais de 4,5 milhões de registros online; e (ii) a Lista de Espécies da Flora do Brasil, coordenada pelo Jardim Botânico do Rio de Janeiro, instituição associada ao INCT Herbário Virtual, que representa um marco para o registro do conhecimento sobre a flora brasileira.


Os dados de herbários (plantas e fungos herborizados) online hoje somam mais de 4,4 milhões de registros sendo um pouco mais de 3,4 milhões georreferenciados (na fonte ou pelo sistema). Além de procurar aumentar o número de registros disponíveis on-line, o desenvolvimento de ferramentas é imprescindível para avaliar a usabilidade dos dados disponíveis. Por usabilidade adotamos o conceito de fitness for use, onde a qualidade dos dados é conhecida, cabendo ao usuário, de acordo com a pergunta formulada, avaliar se a qualidade indicada atende as suas necessidades.


O INCT Herbário Virtual da Flora e dos Fungos tem centrado os seus esforços na digitação de dados dos acervos e na identificação e validação dos dados taxonômicos dos espécimes coletados. Analisando o documento base do Sistema Nacional de Pesquisa em Biodiversidade – SISBIOTA BRASIL, indicamos que a proposta atende o objetivo geral de ampliar o conhecimento da biodiversidade. Ao disponibilizar uma base de dados com qualidade conhecida sobre a ocorrência de plantas e fungos no Brasil, o projeto certamente contribui para melhorar a capacidade preditiva de respostas da biodiversidade a mudanças de uso e cobertura da terra e mudanças climáticas.


O uso de padrões e protocolos internacionalmente aceitos como DarwinCore e Tapir, coloca a rede de dados de herbários tecnicamente interoperável com as iniciativas globais como GBIF (Global Biodiversity Information Facility) e GEO BON (Group on Earth Observations – Biodiversity Observation Network), atendendo à diretriz indicada pelo documento base do SISBIOTA de ampliar a inserção da Ciência brasileira no cenário das iniciativas globais que envolvem biodiversidade. O fato de disponibilizar os dados de forma livre e aberta em formato útil e utilizável torna o Herbário Virtual uma infraestrutura para outros grupos de pesquisa e formuladores de políticas, contribuindo para o atendimento dos objetivos específicos e diretrizes indicadas no documento base.


O projeto atende ao item “Ampliação do conhecimento da biodiversidade” ao propor identificar lacunas geográficas e taxonômicas através da análise da usabilidade dos dados disponibilizados por herbários on-line, apresentar modelos de distribuição potencial de espécies e propor uma estratégia para novas coletas como resultado da análise dos dados disponíveis e dos modelos criados. Ainda nesse mesmo eixo destacam-se ações de divulgação da biodiversidade ao nível regional e nacional visando o ambiente acadêmico/pesquisa e sociedade. Os esforços de todos os herbários participantes do INCT Herbário Virtual estão voltados para a disponibilização dos dados públicos on-line de forma livre e aberta, em formato útil e utilizável. Esse projeto é também base para que outros grupos de pesquisa possam acessar e usar os dados para atender as demandas dos demais eixos temáticos indicados.


Subprojetos e equipes

Além dos pesquisadores, o projeto conta com a participação de alunos de graduação e pós-graduação aos quais está sendo dada orientação específica no uso e documentação dos dados, e em estudos de taxonomia e correlatos. As viagens de coleta no campo são parte da formação de um taxonomista que passa a ter uma visão da importância da coleta de material e de dados e de compartilhamento dos mesmos de forma a atender às diferentes demandas por informações sobre biodiversidade.


Informação: Dora Ann Lange Canhos, Renato De Giovanni, Sidnei de Souza, Alexandre Marino, Benedito Cruz.

No subprojeto informação são desenvolvidos ferramentas e aplicativos que permitem avaliar a qualidade dos dados espaciais bem como a atualidade dos dados taxonômicos de materiais depositados em herbários da rede, indicando a usabilidade dos dados. Também inclui o desenvolvimento de um procedimento automatizado capaz de gerar e testar modelos de distribuição potencial em larga escala a partir de registros de herbários, com acompanhamento de especialistas dos demais subprojetos.

Esses procedimentos são testados com espécies de várias famílias, e espera-se que os resultados sirvam para melhorar a qualidade dos dados de herbários e orientar novas coletas. A última atividade do componente informação é a disponibilização de interfaces de consulta que permitam monitorar geograficamente a ocorrência de espécies da Flora e da Micota com base em registros de herbários, bem como entender a relação das variáveis ambientais com sua distribuição.


Fungos: Leonor Maia, Bruno Goto, Gladstone Silva, Catarina Melo, Danielle Karla Silva, Marcela Cáceres, Robert Lücking, André Aptroot, Viviane Santos, Kátia de Jesus, Carlos Silva, Aline Menezes, Cleverton Mendonça,Marlon Santos, Jose Luiz Bezerra, Edna Dora Luz, Karina Gramacho, Jadergudson Pereira, Nadja Vitoria, Kátia Maria Bezerra, Marcos Vinicius Santos,Milena Kruschewisky, Cristina Maria Motta, Lidiane Roberta Silva, Tatiana Gibertoni, Allyne Christina Silva, Felipe Wartchow, Georgea Melo, Hortência Ferreira, Carla Rejane Lira, Georgea Melo, Ianne Maria Macedo de Miranda Henriques, Lídia Araújo Neta, Marcela Almeida, Mirela Natália Santos, Rayanne Thallita Costa, Renata Chikowski, Victor Rafael Coimbra, Helen Maria Sotão, Priscila Medeiros, Ronan Furtado, Adriene Mayra, Luís Carlos Lobato, Mário Santos, André Santiago.

Apesar das importantes funções desempenhadas na natureza, os fungos ainda são pouco conhecidos. As estimativas apontam 1.500.000 espécies, das quais apenas 7% são conhecidas em nível mundial (Hawksworth 2001b). No Brasil, foi estimada a existência de 13.000 a 15.000 spp. de fungos (Lewinsohn & Prado 2005), mas o número de registros é bem menor. Portanto, “a deficiência no conhecimento de algas e fungos afeta sobremaneira os resultados registrados até o momento e também as comparações dentro do Brasil” (Forzza et al. 2010). Nessa proposta estão sendo estudados grupos específicos de fungos (lato sensu: Oomycota e stricto sensu: Zygomycota, Glomeromycota, Ascomycota e Basidiomycota), em diversos ambientes, conforme as possibilidades dos especialistas observando, sobretudo, as lacunas no conhecimento.


Briófitas: Kátia Cavalcanti Pôrto, Mércia Patrícia Silva, Juliana Rosa Oliveira, Tatiany Silva, Milena Santos, Renata Farias.

O subprojeto Briófitas se propõe a ampliar conhecimento da brioflora na Mata Atlântica Nordestina, onde alguns Estados ainda permanecem pouco investigados, e através dos dados de coleções já disponíveis, elaborar modelos preditivos da distribuição de espécies chaves. As briófitas são plantas terrestres, relativamente pequenas e gregárias, representadas pelos filos Marchantiophyta, Anthocerophyta e Bryophyta (Goffinet & Shaw 2008). Por serem desprovidas de cutícula epidérmica e sistema vascular lignificado, absorvem rapidamente a água do ambiente, sendo o turgor de suas células dependente do teor hídrico externo (Glime 2006/2009). Devido a essas características, as espécies do grupo são particularmente sensíveis às alterações ambientais, e, portanto, consideradas eficientes bioindicadoras (Hallinbäck & Hodgetts 2000).


Fanerógamas: Ariane Luna Peixoto, Ludovic Kollmann, Josiene Rossini, Augusto Giaretta Oliveira, Carolyn Proença, Cássia Beatriz Munhoz, Regina Célia de Oliveira, Ana Paula Prata, Christopher Fagg, Jair Eustáquio Faria Júnior, Lucia Helena Silva, João Bernardo Bringel Junior, Vanessa Rivera, Maura Rejane Mendes, João Renato Stehmann, Luciana Kamino, Leandro Giacomin, Maria Iracema Loiola, Lígia Matias, Edson Nunes, Danilo José Sousa, Hortência Gonzalez, Juliana Souza, Luciana Cordeiro, Raimundo Soares Neto.

O subprojeto Fanerógamas está baseado nas lacunas detectadas pelo diagnóstico feito no âmbito do INCT Herbário Virtual da Flora e dos Fungos, e também na Lista de Plantas e Fungos do Brasil. Os grupos taxonômicos selecionados estão sendo estudados por especialistas e, quando necessário espécimens são recoletados, de modo a contribuir para o aumento do conhecimento da biodiversidade e validação de modelos de distribuição que estão sendo propostos durante o desenvolvimento desse projeto.

Algumas famílias precisam ser mais estudadas e essa necessidade está relacionada com a grande diversidade de espécies de distribuição ampla ou restrita, associada à uniformidade de caracteres, gerando dificuldade na escolha de caracteres conspícuos para o reconhecimento das mesmas. Dada a dificuldade na delimitação dos táxons, para este projeto foram selecionadas, entre outras, as seguintes famílias de angiospermas: Begoniaceae, Cactaceae, Cyperaceae, Gesneriaceae, Monimiaceae, Myrtaceae, e Oxalidaceae. Além dessas famílias, especial ênfase está sendo dada ao estudo do gênero Solanum, que possui cerca de 1.250 espécies e apresenta distribuição geográfica ampla, sendo encontrado em quase todos os continentes (Nee, 1999). No Brasil, Solanum é o sétimo gênero das angiospermas mais representado, contando com 258 espécies, das quais 127 endêmicas (Forzza et al., 2010). Várias espécies possuem número de registros suficientes para se checar a precisão das coordenadas geográficas. Por estas razões, o gênero apresenta bom potencial para avaliação de padrões de distribuição geográfica, lacunas e acurácia do georrefenciamento.


Áreas visitadas para coletas: Parque Nacional Serra de Itabaiana e Mata do Crasto (SE), Parque Natural Municipal de Porto Velho e Estação Ecológica de Cuniã (RO), FLONA do Amapá (AP), Estação Biológica de Santa Lúcia e Parque Nacional do Caparaó (ES), Parque Estadual da Serra do Mar (SP), APA Pedra Branca, Parque Estadual da Serra de Ricardo Franco (MT), Parque Estadual de Paraúna (GO), Parque Estadual Serra do Papagaio, Parque Estadual das Sempre-vivas e Parque Nacional do Itatiaia (MG), Parque Nacional Serra da Bocaina (SP), Reserva Biológica Municipal da Serra do Japi (SP), Parque Estadual Mata do Pau Ferro, RPPN Fazenda Pedra de Água e Parque Estadual Mata do Pau Ferro (PB), APA Serra de Ibiapaba e Floresta Nacional Araripe-Apodi (CE), RPPN Frei Caneca, Reserva Biológica Saltinho, Parque Estadual de Dois Irmãos, Jardim Botânico do Recife (PE), Estações Experimentais de Itapirema, Serra Talhada e Caruaru, e áreas em Goiana, Triunfo, Itamaracá e Cabo de Santo Agostinho (PE).


Alguns resultados relevantes
Coletas em áreas anteriormente não visitadas, permitindo a descoberta de várias espécies novas e novos registros e evidenciando a riqueza dos diversos locais explorados.
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Número expressivo de novas espécies descobertas e de novos registros para bioma, região, país. Ex: Com duas coletas de liquens em Rondônia, o número de espécies conhecidas subiu para cerca de 600, sendo quase 100% novos registros para o Estado. Vale salientar o registro de 15 espécies novas que estão sendo descritas no momento e cerca de 60 outras novas espécies sendo analisadas para descrição. No estado de Sergipe, temos cinco espécies descritas como novas para a ciência, e mais cinco para serem descritas em breve.
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Incremento do número de materiais incorporados e/ou revisados em herbários.
Ex. Apenas no Herbário ISE, criado em 2012 na UFS, Campus de Itabaiana, foram incorporadas cerca de 2.500 exemplares de fungos liquenizados provenientes de coletas nos estados de Rondônia e Sergipe.
Ex. Todo o acervo de Solanum da coleção BHCB foi revisada, constando de 4.156 amostras, das quais 3.975 (95%) estão georreferenciadas, sendo 1.755 com coordenadas originais.
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Ampliação significativa de dados de distribuição dos grupos estudados.
Ex. inúmeras novas ocorrências para o Brasil foram registradas para os diversos grupos de fungos estudados.
Ex. Mapas de distribuição potencial foram gerados para espécies de Solanum clado Bradei (grupo não formalmente descrito) e coletas foram realizadas em 10 Estados, ampliando o conhecimento da distribuição geográfica do grupo.
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Número de alunos formados – já ultrapassa o previsto.
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Disponibilidade dos dados online – grande parte dos registros nos herbários já se encontra disponível para consulta pelo INCT-Herbário Virtual.


– Sistemas online desenvolvidos –
1) Biogeografia da Flora do Brasil – http://biogeo.inct.florabrasil.net
2) Lacunas de conhecimento da flora e dos fungos do Brasil – http://lacunas.inct.florabrasil.net
3) Usabilidade dos dados evidenciado na interface de busca – http://www.splink.org.br