Boletim do Museu Paraense EmĂlio Goeldi CiĂŞncias Naturais
v. 13, n. 1 janeiro-abril 2018
BOLETIM DO MUSEU PARAENSE EMÍLIO GOELDI. CIÊNCIAS Naturais (ISSN 2317-6237) Imagem da capa Holótipo de Caecilia museugoeldi sp. nov. em vida. Foto: Riley Nelson (BYU).
O Boletim do Museu Paraense de História Natural e Ethnographia foi criado por Emílio Goeldi e o primeiro fascículo surgiu em 1894. O atual Boletim é sucedâneo daquele. The Boletim do Museu Paraense de História Natural e Ethnographia was created by Emilio Goeldi, and the first number was issued in 1894. The present one is the successor to this publication.
Editor Científico Fernando da Silva Carvalho Filho Editores Associados Adriana Maria Coimbra Horbe Alexander C. Lees Alexandre Salino Anna Luiza Ilkiu Borges Fernando Jacques Althoff José de Sousa e Silva Júnior (Cazuza) Laszlo Nagy Lezilda Carvalho Torgan Maria Inês Feijó Ramos Pedro Lage Viana Shirley Martins Silva Toby Gardner CONSELHO EDITORIAL CIENTÍFICO Ana Maria Giulietti - Universidade Estadual de Feira de Santana - Feira de Santana - Brasil Augusto Shinya Abe - Universidade Estadual Paulista - Rio Claro - Brasil Carlos Afonso Nobre - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - São José dos Campos - Brasil Douglas C. Daly - New York Botanical Garden - New York - USA Hans ter Steege - Utrecht University - Utrecht - Netherlands Ima Célia Guimarães Vieira - Museu Paraense Emílio Goeldi - Belém - Brasil John Bates - Field Museum of Natural History - Chicago - USA José Maria Cardoso da Silva - Conservação Internacional - Belém - Brasil Laurent Polidori - l’Ecole Supérieure des Géomètres Topographes - Le Mans - França Lauro Valentim Stoll Nardi - Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Porto Alegre - Brasil Miguel Trefaut Rodrigues - Universidade de São Paulo - São Paulo - Brasil Nelson Papavero - Museu de Zoologia - Universidade de São Paulo - São Paulo - Brasil Peter Mann de Toledo - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - São José dos Campos - Brasil Philippe Kok - Royal Belgian Institute of Natural Sciences - Brussels - Bélgica Roberto Dall’Agnol - Universidade Federal do Pará - Belém - Brasil Rui Cerqueira - Universidade Federal do Rio de Janeiro - Rio de Janeiro - Brasil William Woods - University of Kansas - Lawrence - USA NÚCLEO EDITORIAL Rafaele Lima - Assistente editorial Talita do Vale - Editoração, versão eletrônica e capa deste número Normalização - Núcleo Editorial Boletim Projeto Gráfico - Elaynia Ono
Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações Museu Paraense Emílio Goeldi
Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi Ciências Naturais
ISSN 2317-6237 Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi
Cienc. Nat.
Belém
v. 13
n. 1
p. 13-160
janeiro-abril 2018
Endereço para correspondência: Museu Paraense Emílio Goeldi Núcleo Editorial - Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi Av. Perimetral, 1901 Terra Firme – CEP 66077-530 Belém - PA - Brasil Telefone: 55-91-3075-6186 E-mail: boletim.naturais@museu-goeldi.br
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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação CIP Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais. 2018. – Belém: MPEG, 2018. v. 13 n. 1., v. il. Semestral: 1984-2002 Interrompida: 2003-2004 Quadrimestral a partir do v. 1, 2005. Títulos anteriores: Boletim Museu Paraense de História Natural e Ethnographia 1894-98; Boletim Museu Paraense de História Natural e Ethnographia (Museu Goeldi) 1902; Boletim do Museu Goeldi (Museu Paraense) de História Natural e Ethnographia 1906-1914; Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi de História Natural e Etnografia 1933; Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi 1949-2002, série Zoologia, série Botânica e série Ciências da Terra; Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi, série Ciências Naturais, em 2005. A partir de 2006, Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais. ISSN 2317-6237 1. Zoologia. 2. Botânica. 3. Fitoquímica. 4. Taxonomia. 5. Etnobiologia. 6. Ciências da Terra. 7. Biotecnologia. 8. Conservação. I. Museu Paraense Emílio Goeldi.
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CARTA DO EDITOR
O lançamento de uma nova edição do Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais sempre proporciona satisfação a quem o produz. No caso do v. 13 n. 1, boa parte deste contentamento deve-se ao fato de ele ser composto por um conteúdo com grande diversidade de assuntos. Aqui, estão sendo publicados artigos nas áreas de zoologia, botânica, etnobiologia, história da ciência e ciências da terra. Falando em diversidade, o primeiro artigo que compõe o sumário deste número é de autoria de Maciel & Hoogmoed e traz uma grande contribuição para o conhecimento da biodiversidade amazônica: a descrição de uma nova espécie de cobra-cega da Guiana Francesa (ver a imagem da capa da edição). Este animal, no entanto, não é uma cobra, muito menos um lagarto sem membros, pertencendo a um grupo de anfíbios (grupo composto pelos sapos, rãs, pererecas, salamandras e cecílias) denominado de Gymnophiona, o qual é formado por espécies alongadas, semelhantes a serpentes ou a minhocas que vivem em rios ou no solo. As espécies deste grupo também são conhecidas como cecílias ou, na região amazônica, como muçum-preto ou xibuí. Na área de botânica, no segundo artigo desta edição, de autoria de Bittrich & Marinho, a discussão está centrada no nome científico de uma espécie de planta e na necessidade de utilização dos termos corretos, com consequentes alterações quando necessário. Baseados em uma regra do “Código de nomenclatura para algas, fungos e plantas”, estes autores propuseram que o nome científico de uma espécie vegetal a ser utilizado deve ser Garcinia leptophylla, em substituição a Rheedia longifolia. O terceiro artigo do sumário, de autoria de Toledo, também versa sobre o nome de espécies. Aliás, o hábito de nomear os seres vivos, principalmente os mais importantes para os seres humanos, é muito antigo. Nesta contribuição, o autor fez uma análise onomatológica de animais e de plantas mais relevantes no dia a dia dos homens do campo na Grécia Antiga, mencionados no poema intitulado “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo, do século VIII a.C. Ele demonstra que muitos dos nomes e de seus derivados que constam nesta obra têm sido utilizados por vários autores, da antiguidade até os dias atuais. Na fronteira entre as áreas de zoologia e de etnologia está o artigo de Côrtes e colaboradores, no qual foram apresentados os resultados de um estudo realizado com uma comunidade de catadores de caranguejo-uçá no Rio de Janeiro, área onde foi implantado um novo método de coleta de crustáceos. A armadilha, conhecida como ‘ratoeira’ (devido à semelhança do artefato com ratoeiras artesanais), permite a captura de espécimes vivos, oportunizando a seleção dos animais por sexo e por tamanho para fins de comercialização. Essa atividade, no entanto, pode causar a diminuição drástica de populações do principal crustáceo extraído economicamente nos manguezais brasileiros, culminando em extinção total ou local. Dessa forma, neste trabalho, os autores discutem a necessidade de criação de normas para a exploração adequada da espécie, com o intuito de garantir a sua sobrevivência, levando em consideração que em algumas épocas é proibida a coleta de espécimes pequenos e de fêmeas com ovos. Ainda sobre o tema de conservação de espécies, o artigo seguinte, de autoria de Silva e colaboradores, apresenta um método de multiplicação rápida in vitro do pau-ferro, por meio do qual é possível realizar o melhoramento
genético e a preservação de germoplasma. Os autores discutem a ameaça de extinção de pau-ferro ou jucá (Caesalpinia ferrea), causada pela extração ilegal e descontrolada desta planta, uma vez que, por ser medicinal e amplamente utilizada no tratamento de úlcera gástrica, asma, bronquite, febre, anemia e diabetes, geralmente é procurada na natureza. Esta extração pode causar a erosão genética e a perda de algumas variedades desta espécie, problema para qual o artigo busca propor solução. Tratando também sobre plantas, o sexto artigo do sumário, de Becker e colaboradores, traz informações detalhadas sobre substâncias que compõem o açaí (Euterpe oleracea), o buriti (Mauritia flexuosa) e o inajá (Maximiliana maripa). Além de serem uma das principais fontes de alimento para os seres humanos, as plantas fornecem materiais com propriedades medicinais. O artigo informa que os frutos destas palmeiras possuem várias substâncias que podem ser utilizadas para a produção de novos cosméticos e medicamentos, objetivando avaliar as composições bromatológicas, os teores minerais, os compostos bioativos e a capacidade antioxidante destes frutos. Na área de ecologia, o detalhado estudo de Ribeiro Filho e colaboradores, realizado em uma área de mata atlântica em uma comunidade quilombola de São Paulo, resultou no sétimo artigo desta edição, e trata da dinâmica da fertilidade do solo na agricultura itinerante na área estudada. As queimadas, empregadas por várias razões, são uma das principais ameaças aos ecossistemas. O artigo fala sobre um dos métodos utilizados pelos agricultores para a preparação da terra para o cultivo, que consiste em cortar e queimar a vegetação para aumentar a fertilidade do solo. No entanto, os autores afirmam que não há consenso entre os especialistas quanto à real eficiência deste método, informando que o fogo não tem papel primário na ciclagem e na manutenção dos nutrientes. Saindo das queimadas para o desmatamento, outra grande ameaça à biodiversidade, a edição conta com o artigo de Coelho e colaboradores, que debate sobre os impactos das mudanças de uso da terra em áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no estado do Pará. Muitas áreas da Amazônia já tiveram grande parte da cobertura vegetal original removida, este é o caso da Mesorregião Nordeste do Pará (MNP), foco deste trabalho, a qual possui 56,4% do território desmatado. A área total desta região é de 83.315 km², sendo composta por 49 municípios, distribuídos pelas microrregiões Bragantina, Cametá, Guamá, Salgado e Tomé-Açu. Apesar de estar em uma área sob intenso impacto antrópico, ela é muito importante para a manutenção da biodiversidade, pois possui 28 áreas prioritárias para a conservação (APC). Por isso, os autores identificaram e quantificaram a cobertura vegetal e o uso da terra na MNP e, posteriormente, compararam com as APC. Com isso, eles verificaram que 55,6% da sua cobertura florestal já foi perdida nas áreas classificadas como de prioridade ‘extremamente alta’, e que somente 3% das APC estão sob algum tipo de proteção. Estes dados indicam a necessidade urgente de aumentar a proteção ambiental na região. O último artigo desta edição é da área de Ciências da Terra. A região de Carajás, localizada no sul do Pará, é conhecida mundialmente por suas ricas jazidas minerais, principalmente de minério de ferro. No artigo de autoria de Cabral e colaboradores, foram apresentados os resultados de estudos petrográficos, geoquímicos e isotópicos, fundamentais para entender o processo de formação das cavernas e a sua relação com a formação do minério de ferro. Finalizando o v. 13 n. 1, são publicadas duas notas de pesquisa, relatando o comportamento de vertebrados e de invertebrados. O texto de Moreira relata o primeiro embate físico entre duas fêmeas do mutum-de-penacho (Crax fasciolata), que culminou na morte de uma delas, um espécime possivelmente jovem. Embates físicos são mais
comuns entre os machos de uma mesma espécie, sendo pouco documentados entre fêmeas. Já a nota científica de autoria de Gorayeb & Campos, que encerra este sumário, descreve o curioso e inédito ataque de duas espécies de mutucas ao lagarto teiú. Uma das espécies parece ter preferência pelo sangue deste réptil, já que, em observações previamente publicadas, ela não conseguiu se alimentar de sangue de outros vertebrados. Por fim, gostaria de agradecer a todos que contribuíram direta ou indiretamente durante o processo de preparação desta edição, em especial aos avaliadores dos artigos, pertencentes a várias instituições do Brasil e do exterior. Sou profundamente grato ao Dr. William L. Overal, pela leitura e correção dos textos em inglês, e a Rafaele Lima da Silva e a Talita do Vale, pela editoração. Fernando da Silva Carvalho Filho Editor Científico
CARTA DO EDITOR EDITOR’S NOTE ARTIGOS ARTICLES A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana Uma nova espécie de Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) da Guiana Francesa Adriano Oliveira Maciel, Marinus Steven Hoogmoed........................................................................................................................... 13
Validation of the name Garcinia leptophylla (Clusiaceae) Validação do nome Garcinia leptophylla (Clusiaceae) Volker Bittrich, Lucas C. Marinho......................................................................................................................................................... 19
Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo Comments on the plant and animal names mentioned in Hesiod’s “Works and days” Reynaldo Cícero de Toledo ................................................................................................................................................................25
Captura do caranguejo-uçá a partir do conhecimento tradicional: perfil socioeconômico e inovação da extração no estado do Rio de Janeiro, Brasil Gathering of the mangrove crab from traditional knowledge: socioeconomic profile and innovation of extraction in Rio de Janeiro State, Brazil Laura Helena de Oliveira Côrtes, Ana Paula Madeira Di Beneditto, Camilah Antunes Zappes...............................................................45
In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae) Propagação in vitro e aclimatação de plântulas de Caesalpinia ferrea Mart., uma valiosa planta medicinal na Amazônia (Fabaceae) Daniel da Silva, Angela Maria Imakawa, Flavio Mauro Souza Bruno, Suely de Souza Costa, Paulo de Tarso Barbosa Sampaio................57
Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.), and inajá [Maximiliana maripa (Aubl.) Drude] (Arecaceae) Variabilidade química em frutos de palmeiras amazônicas: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.) e inajá [Maximiliana maripa (Aubl.) Drude] (Arecaceae) Magda Márcia Becker, Vinicyus Teles Chagas, Jean-Louis Marty, Teresa Maria Fernandes de Freitas Mendes, Gilvanda Silva Nunes...........................................................................................................................................................................67
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest (Brazil) Dinâmica da fertilidade do solo na agricultura itinerante de comunidades quilombolas na Mata Atlântica (Brasil) Alexandre Antunes Ribeiro Filho, Cristina Adams, Sidneide Manfredini, Lucia Chamlian Munari, Joaquim Alves da Silva Junior, Daniela Ianovali, Jomar Magalhães Barbosa, André Mateus Barreiros, Walter Alves Neves....................................................................79
Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil Impacts of land use changes on biodiversity conservation priority areas in northeastern Pará, Brazil Andréa dos Santos Coelho, Peter Mann de Toledo, Ima Célia Guimarães Vieira, Otávio do Canto, Marcos Adami, Alessandra Rodrigues Gomes, Igor da Silva Narvaes.................................................................................................. 107
Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul e do minério de ferro, Carajás, Pará, Brasil Petrography, geochemistry and Pb isotopic signature of banded iron formations associated with the genesis of the caves and iron ore of Serra Sul, Carajás, Pará, Brazil Erica da Solidade Cabral, Joel Buenano Macambira, Marco Antonio Galarza Toro................................................................................ 121
NOTAS DE PESQUISA SHORT COMMuNICATIONS Interação agonística entre fêmeas de Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae) Agonistic interaction between females of Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae) Sandro Gonçalves Moreira................................................................................................................................................................. 151
Tabanidae (Diptera) of the Amazon. XXII. First record of horse flies attacking golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae) Tabanidae (Diptera) da Amazônia. XXII. Primeiro registro de mutucas atacando teiú-branco, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae) Inocêncio de Sousa Gorayeb, Carlos Eduardo Costa de Campos...................................................................................................... 157
Artigos
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 13-18, jan.-abr. 2018
A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana Uma nova espécie de Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) da Guiana Francesa Adriano Oliveira MacielI, Marinus Steven HoogmoedI I
Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Belém, Pará, Brasil
Abstract: We describe a new species of the genus Caecilia from French Guiana. The new species differs from most species of the genus in the numbers of primary and secondary grooves. Color pattern, body shape, presence of subdermal scales, and number of teeth separate Caecilia museugoeldi sp. nov. from the other species of the genus. This new taxon is the first of the genus described in 33 years. Keywords: South America. Amazon. Taxonomy. Caecilian. Resumo: Descrevemos uma nova espécie do gênero Caecilia da Guiana Francesa. A nova espécie difere da maioria das espécies do gênero no número de sulcos primários e secundários. Padrão de cor, forma do corpo, presença de escamas subdermais e número de dentes separam Caecilia museugoeldi sp. nov. das outras espécies do gênero. Este novo táxon é o primeiro do gênero descrito em 33 anos. Palavras-chave: América do Sul. Amazônia. Taxonomia. Cecília.
MACIEL, A. O. & M. S. HOOGMOED, 2018. A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 13-18. Autor para correspondência: Adriano Oliveira Maciel. Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Coordenação de Zoologia. Programa de Capacitação Institucional. Av. Perimetral, 1901 – Terra Firme. Belém, PA, Brasil. CEP 66077-830 (aombiologo@yahoo.com.br). Recebido em 18/10/2017 Aprovado em 13/04/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana
INTRODUCTION Caecilia Linnaeus, 1758 is the most diverse genus among Neotropical caecilians, with 33 species recognized to date (Wilkinson et al., 2011), distributed from Panamá in Central America to central Bolivia in the South America, where most species occur in the Amazon basin (Taylor, 1968; Wake, 1985; Lynch, 1999; Maciel & Hoogmoed, 2011). The previously most recent species of Caecilia formally named was Caecilia marcusi Wake, 1985, originally from the Amazonian lowlands in Bolivia, subsequently found also in Brazil (Maciel & Hoogmoed, 2011). We here describe and name a new species of Caecilia from French Guiana, the first species of that genus to be described in the 21st century.
The abbreviation for the holotype institution is: BYU– Monte L. Bean Life Science Museum, Brigham Young University, Provo, Utah, USA.
RESULTS TAXONOMY Caecilia museugoeldi sp. nov. http://zoobank.org/urn:lsid:zoobank.org:act:6D77A566-C2414A2C-A22E-B2BB014B7850
Holotype (Figures 1 and 2; Table 1): BYU 48677, mature male, from near Camp Patawa, West of Kaw, on the road to Kaw (N 4.54465°, W 52.15258°; 177 m), district of Régina, French Guiana, collected by Brice P. Noonan and Jack Sites, on May 25, 2006; at night.
MATERIAL AND METHODS Morphometric data were taken using a dial caliper to the nearest 0.1 mm, except total length, which was measured with a ruler, to the nearest 1.0 mm. Sex was determined by the direct examination of gonads. We examined specimens of Caecilia gracilis Shaw, 1802, C. marcusi Wake, 1985 and C. tentaculata Linnaeus, 1758 [same specimens mentioned in the Appendix of Maciel & Hoogmoed (2011)]. Comparisons with the other known species of Caecilia were based on literature data (Taylor, 1968, 1972, 1973; Taylor & Peters, 1974; Savage & Wake, 2001).
Diagnosis Caecilia museugoeldi sp. nov. differs from C. attenuata Taylor, 1968, C. caribea Dunn, 1942, C. corpulenta Taylor, 1968, C. crassisquama Taylor, 1968, C. degenerata Dunn, 1942, C. inca Taylor, 1973, C. occidentalis Taylor, 1968, C. orientalis Taylor, 1968, C. pachynema Günther, 1859, and C. subdermalis Taylor, 1968 in having secondary
Figure 1. Holotype of Caecilia museugoeldi sp. nov. in life. Left, dorsal view of the body. Right, ventral view of the body. Photos: Riley Nelson (BYU).
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Bol. Mus. Para. EmĂlio Goeldi. Cienc. Nat., BelĂŠm, v. 13, n. 1, p. 13-18, jan.-abr. 2018
Table 1. Morphometric and meristic data (in mm) for the holotype of Caecilia museugoeldi sp. nov. Caecilia museugoeldi sp. nov. Total length
Figure 2. Above, holotype of Caecilia museugoeldi sp. nov. (BYU 48677). Below, holotype of Caecilia flavopunctata. Photo cordially provided by Mercedes Salazar (Universidad Central de Venezuela - UCV, Venezuela). Black bar represents 10 mm.
grooves (absent in the species mentioned). It differs from C. abitaguae Dunn, 1942, C. albiventris Daudin, 1803, C. dunni Hershkovitz, 1938, C. guntheri Dunn, 1942, C. isthmica Cope, 1877, C. leucocephala Taylor, 1968, C. mertensi Taylor, 1973, C. pressula Taylor, 1968, C. tentaculata and C. volcani Taylor, 1969 in having a higher number of primary annuli (> 147). It differs from C. antioquiaensis Taylor, 1968, C. armata Dunn, 1942, C. bokermanni Taylor, 1968, C. disossea Taylor, 1968, C. gracilis, C. nigricans Boulenger, 1902, C. subterminalis
548
Head width at jaw articulation
8.5
Head length
11.3
Head height at corner of the mouth
6
Height at mid-body
7.9
Width at mid-body
8.4
Width at the vent level
6.1
Distance between the eyes
5.4
Distance eye to tentacle
4.5
Distance eye to corner of mouth
4.3
Distance eye to margin of mouth
1.6
Intertentacular distance
3.5
Distance tentacle to nostril
1.2
Distance tentacle to corner of mouth
7.5
Distance tentacle to margin of mouth
1.1
Internarial distance
2.3
Distance nostril to margin of mouth
2.5
Snout projecting beyond mouth
2.4
Primary annuli (complete primaries)
152 (15)
Secondary grooves (complete secondaries)
26 (4)
Annular grooves interrupted by vent
3
Premaxillary-maxillary teeth
12
Vomeropalatine teeth
17
Dentary teeth
14
Splenial
3
Taylor, 1968, C. tenuissima Taylor, 1973, and C. thompsoni Boulenger, 1902 in having fewer primary annuli (< 157). It differs from Caecilia perdita Taylor, 1968 in having fewer secondary grooves (< 64). The number of primary and secondary grooves of the new species falls within the variation of C. marcusi and that of C. subnigricans Dunn, 1942, but C. museugoeldi sp. nov. differs from C. marcusi in having subdermal scales [absent in C. marcusi (see Maciel & Hoogmoed, 2011)], and in having at most one row of dermal scales per fold
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A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana
[up to four rows of scales per fold in C. marcusi (Maciel & Hoogmoed, 2011)]. It differs from C. subnigricans in having a different color pattern [C. museugoeldi sp. nov. has the flanks and venter distinctly lighter than the dorsum of the body, whereas C. subnigricans has the head lighter than the body, and can present a lateral yellow stripe from the neck along three-fourth of the length of the body (Taylor, 1968)], in having a lower number of teeth in two series [premaxillary-maxillary, and vomeropalatine are 12, and 17, respectively in C. museugoeldi sp. nov., versus at most 17, and 23 in C. subnigricans (Taylor, 1968)], although the type of our new species is larger than the two known specimens of C. subnigricans; and also differs in having subdermal scales [absent in C. subnigricans (Taylor, 1972)]. Finally, C. museugoeldi sp. nov. has a number of primary and secondary grooves very similar to that of C. flavopunctata Roze & Solano, 1963, but differs from that species in having a different color pattern [C. museugoeldi sp. nov. has the flanks and venter distinctly lighter than the dorsum of the body, versus a dorsal and ventral surface of approximately the same color with a distinctly lighter lateral stripe along the body in Caecilia flavopunctata (Figure 2)], in the scale inception on the body (dermal scales begin in the 60th primary groove in the new species, versus beginning in the 35th primary groove in C. flavopunctata), and in having a lower number of teeth in three series (premaxillarymaxillary, vomeropalatine, and dentary are 12, 17, and 14 respectively in C. museugoeldi sp. nov., versus 21, 19, and 26 in C. flavopunctata). Further, the body of C. museugoeldi sp. nov. is more slender than that of C. flavopunctata [ratio between total length and width at midbody 65 in the new species, versus 37 in C. flavopunctata (see Taylor, 1968)].
from the margin of the mouth than the eyes (distance between nostril and margin of mouth = 2.5 mm; distance between eye and margin of mouth = 1.6 mm). Eyes small (diameter 0.2 mm), covered by a translucent epidermis, visible in lateral and dorsal view of head, as close to the corner of the mouth as to the nostrils. Tentacular openings circular, slightly elevated above skin, positioned below the nostrils, closer to the margin of the mouth than to the nostrils, not visible from above. First nuchal groove discernible, but with interruptions dorsally; second and third nuchal grooves distinct dorsally, laterally, and ventrally. The first nuchal collar is shorter (3.2 mm) than the second (4.6 mm). Single dorsal transverse groove present on each collar, slightly larger in the first. Body subcylindrical. Width along body varies slightly, narrower close to the vent region. Primary annuli 152. Primary annular grooves completely encircling the body, but almost indistinct dorsally and ventrally near midbody, and three are interrupted by the vent. Small terminal cap present posterior to vent. Secondary grooves 26; four secondary grooves complete. Vent small and circular, with 11 denticulations: five on anterior and six on posterior margin. Dermal scales begin to appear in the 60th primary groove on the flanks, where only few ovate scales are present (0.4 x 0.3 mm); they begin to appear also dorsally on the body at the 72th primary groove, in a single row of ovate scales (e.g., 0.6 x 0.4 mm); larger but still in a single row of scales at 100th primary groove (e.g., 1.6 x 0.6) not present ventrally. At the 142th primary groove the dermal scales are present also ventrally in a single row of larger and more trapezoidal scales (e.g., 2.6 x 2.2 mm). Subdermal scales irregularly distributed along entire body, in the connective tissue (e.g., 0.5 x 0.4 mm between 82th and 83th primary grooves; Figure 3). Choanae approximately 1.7 mm apart and 1 mm in diameter. Tongue fully attached to mandibular mucosa, dark grey, narial plugs present. Teeth in all series monocuspid, pointed and recurved. Premaxillary-maxillary teeth 12; vomeropalatine teeth 17, dentary teeth 14; inner mandibular teeth (splenials) 3.
Description of the holotype An adult male, total length 548 mm, which is 65 times body width. Head slightly narrower than body. Margin of upper jaw convex in lateral view. Snout rounded in dorsal, ventral and lateral views. Nostrils dorsolateral, oval, visible from above and not from below, further
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 13-18, jan.-abr. 2018
Figure 3. Scale in the connective tissue of the holotype of Caecilia museugoeldi sp. nov. Left, skin incision between the 82th and the 83th primary annular grooves. Right, a scale in the connective tissue. Photos: Níthomas Feitosa (MPEG).
In life the holotype has the head and the dorsum of the body dark grey (Figure 1). Venter and flanks are white, distinctly paler than the dorsum along the entire body (Figure 1). Dark grey color of the dorsum extends laterally and ventrally in primary grooves. Mandible and part of the head less pigmented. A greyish blotch posterior to the vent. In preservative the grey parts become slightly lighter and the whitish becomes cream. Geographic distribution The species is, so far, known only from the type locality (Figure 4) in eastern coastal French Guiana. Figure 4. Map of eastern Guiana Shield. Type locality of Caecilia museugoeldi sp. nov. indicated by black dot.
Ecological observations In the same area where the specimen was collected, two other species of Gymnophiona were obtained as well, viz., Caecilia tentaculata and Rhinatrema bivittatum (GuerinMenéville, 1838). All specimens were found crossing the road through rainforest at night.
which was established 151 years ago and is the oldest scientific institution in Brazilian Amazonia, which has steadily promoted studies of biodiversity, zoology, botany, archeology, geology, paleontology, hydrology, anthropology, ethnology, podology and linguistics of the area. Despite its important role in obtaining and dispersing knowledge about the biodiversity of the Amazonian basin in its broadest sense, the museum has recently been confronted with serious budgetary problems that should
Etymology The name of the species is in honor of the Museu Paraense Emílio Goeldi, Belém, Pará, Brazil and is a noun in apposition. The Museu Goeldi is an institution
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A new species of Caecilia Linnaeus, 1758 (Amphibia: Gymnophiona: Caeciliidae) from French Guiana
be solved for the long term in an acceptable way by the ministry that is responsible for the museum.
photos of the live specimen, Mercedes Salazar (Universidad Central de Venezuela, Museu de Biología) for providing the photo of the holotype of Caecilia flavopunctata, and two anonymous reviewers made helpful suggestions on the manuscript. AOM is supported financially by the Programa de Capacitação Institucional (MPEG/MCTI) grant number 313162/2016-6.
DISCUSSION The systematics of the genus Caecilia is one of the major challenges to be solved in the Neotropical region; many species are known by a few specimens only, some with uncertain provenance. Although we have only one specimen of our new species, the characters which we have examined support the description of a new species of Caecilia. We readily differentiated Caecilia museugoeldi sp. nov. from 30 of the 33 known species of the genus by distinct differences in the number of primary and secondary grooves, which are reliable characters traditionally used in the taxonomy of caecilians (Taylor, 1968, 1973; Savage & Wake, 2001; Nussbaum & Wilkinson, 1989). Three species, Caecilia flavopunctata, C. marcusi and C. subnigricans are more similar in annulation to Caecilia museugoeldi sp. nov. than all other congeners. However, C. marcusi (from Bolivia and Southern Amazonia in Brazil) and C. subnigricans (known from Colombia and northern Venezuela) have a markedly different color pattern than Caecilia museugoeldi, moreover they do not have traces of scales in the connective tissue (subdermal scales) which are present in Caecilia museugoeldi. Caecilia flavopunctata is known only from the type locality in northern Venezuela, and has a strongly different color pattern, a different scale inception on the body, lower number of teeth, and it has a remarkably thicker body than the new species.
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ACKNOWLEDGEMENTS We thank Jack Sites (BYU) for the loan of the specimen here described, Brice P. Noonan (University of Mississippi) for providing field data, Riley Nelson (BYU) for providing the
WILKINSON, M., D. SAN MAURO, E. SHERRAT & D. J. GOWER, 2011. A nine-family classification of caecilians (Amphibia: Gymnophiona). Zootaxa 2874: 41-64.
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Validation of the name Garcinia leptophylla (Clusiaceae) Validação do nome Garcinia leptophylla (Clusiaceae) Volker BittrichI, Lucas C. MarinhoII I II
Campinas, São Paulo, Brasil
Universidade Estadual de Feira de Santana. Feira de Santana, Bahia, Brasil
Abstract: During the continuous production of the “Catálogo de plantas e fungos do Brasil” (2010), some new combinations under Garcinia were proposed; however, they are invalid, since the respective basionyms were not indicated. Here, we propose the validation of the name Garcinia leptophylla Bittrich, a new name proposed for Rheedia longifolia Planch. & Triana. A lectotype for the name is also designated. Keywords: Brazilian flora. Amazon forest. Nomenclature. Rheedia longifolia. Taxonomy. Resumo: Durante a produção do “Catálogo de plantas e fungos do Brasil” (2010), algumas novas combinações foram propostas em Garcinia, entretanto, elas são consideradas inválidas, uma vez que seus respectivos basiônimos não foram indicados. Neste artigo, propomos a validação do nome Garcinia leptophylla Bittrich, um novo nome apresentado para Rheedia longifolia Planch. & Triana, bem como designamos um lectótipo. Palavras-chave: Flora brasileira. Floresta amazônica. Nomenclatura. Rheedia longifolia. Taxonomia.
BITTRICH, V. & L. C. MARINHO, 2018. Validation of the name Garcinia leptophylla (Clusiaceae). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 19-23. Autor para correspondência: Lucas C. Marinho. Universidade Estadual de Feira de Santana. Programa de Pós-Graduação em Botânica. Avenida Transnordestina – Novo Horizonte. Feira de Santana, BA, Brasil. CEP 44036-900 (lcmarinho1@gmail.com). Recebido em 03/11/2017 Aprovado em 07/11/2017 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Validation of the name Garcinia leptophylla (Clusiaceae)
INTRODUÇÃO Garcinia is a pantropical genus in Clusiaceae and comprises more than 250 species common in lowland tropical forests (Sweeney, 2008), with most species occurring in the Old World. In Brazil, the genus is represented by at least seven species, of which two are endemics (JBRJ, s. d.). Garcinia is easily distinguished from other genera of Clusiaceae in Brazil, by the combination of the following characters: plants dioecious, petiole bases deeply excavated, inflorescences axillar with fasciculated flowers, and baccate fruits. The leaves show generally conspicuous secretory channels on their abaxial surface. While the taxonomy of Garcinia has been recently improved in the Paleotropics with the publications of several nomenclatural notes and new species (Sabu et al., 2013; Sarma et al., 2016; Sosef & Dauby, 2012; Sweeney & Rogers, 2008), new data about the neotropical species are scant. The last taxonomic treatment for Garcinia (as Rheedia L.) in Brazil was provided by van den Berg (1979). In this revision, the author described eight species [R. acuminata (Ruiz & Pav.) Planch. & Triana is now considered a synonym of Garcinia madruno (Kunth) Hammel] and provided a taxonomic key for the Rheedia L. species of Brazil. For some time already, the separation of the genera Garcinia and Rheedia, both described by Linnaeus in the first edition of Species Plantarum (1753), was considered as possibly artificial (Robson, 1958; Adams, 1970; Stevens, 2007). Phylogenetic studies (Sweeney, 2008; Ruhfel et al., 2011) later showed that Rheedia is in fact nested in the larger genus Garcinia and therefore was synonymized under Garcinia. Besides the revision of van den Berg (1979), some local floras provided descriptions of a few Brazilian species, such as in the Flora da Reserva Ducke (Ribeiro & Bittrich, 1999), Flora fanerogâmica do estado de São Paulo (Bittrich, 2003), Flora do Distrito Federal (Alkimim et al., 2012) and Flora das cangas da Serra dos Carajás (Alencar & Marinho, 2017). During the continuous production of the Flora of Brazil, some new combinations under Garcinia for species originally published under Rheedia and Tovomita Aubl.
were proposed [i.e. Garcinia albuquerquei (M.E. Berg) Bittrich, Garcinia calyptrata (Schltdl.) Bittrich, and Garcinia leptophylla Bittrich]. These combinations were included in the first volume of the “Catálogo de plantas e fungos do Brasil” (Forzza et al., 2010). However, they are invalid, since the respective basionyms were not included in the catalogue (see Article 41.1 of the International code of nomenclature for algae, fungi, and plants – McNeill et al., 2012). Garcinia albuquerquei (M. E. Berg) Bittrich was recently validated in Cabral et al. (2017); and the epithet calyptrata is being proposed for rejection against the younger epithet (G.) gardneriana (V. Bittrich & L. C. Marinho, personal communication). Here, we propose the validation of and a lectotype for Garcinia leptophylla.
RESULTS AND DISCUSSION Garcinia leptophylla Bittrich, nom. nov. [non Garcinia longifolia Blume, Bijdr. Tot de flora van Nederlandsch Indie 1: 214. 1825] Rheedia longifolia Planch. & Triana, Ann. Sci. Nat., sér. 4, Bot. 14: 322. 1860 Type: BRAZIL. Amazonas: Prov. Alto Amazonas, prés de Panure, Rio Uaupés [tributary of Rio Negro], 1852, R. Spruce 2441 (Lectotype, designated here: P 01901278!; isolectotypes: BR 0000008675903!, F 0054518F, K 2-sheets 000488569!, 000488570!, MG 019616!, NY 00076029!, P 01901279!, W 2-sheets W 1889-0318026!, W 1889-0111933!) (Figure 1).
DIAGNOSIS Garcinia leptophylla differs from G. macrophylla, the other Brazilian species with conspicuously long leaves, by the angular branches (versus cylindrical branches), leaf blade strongly coriaceous, opaque and with black dot glands abaxially (versus subcoriaceous, shining on both surfaces and black gland dots absent), and smaller flowers up to 5 mm diameter (versus diameter of flowers larger than 5 mm).
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Figure 1. Garcinia leptophylla: A) Lectotype; B) detail of the petiole showing the transverse striations; C) detail of the abaxial leaf blade surface; D) fascicle of male flowers laid out; E) male flower (A from P01901278; B-C, E from W-1889-0318026; D from P01901279). Photos: V. Bittrich (A) and L.C. Marinho (B-E).
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Validation of the name Garcinia leptophylla (Clusiaceae)
Trees up to 20 m, branches glabrous, angular; exudate yellow, plants dioecious. Petioles 2-3.5 cm long, with conspicuous transverse striations, angular, glabrous. Leaf blades 21.5-29 × 6.7-11.2 cm, elliptic-lanceolate, strongly coriaceous, base attenuate or cuneate, margin entire, revolute in sicco, apex acute or rounded, adaxial surface shining, abaxial surface opaque with numerous black resiniferous dot glands. Midvein prominent on both surfaces, secondary veins 19-22 pairs, forming an angle 50-70° with the midvein, slightly visible on adaxial surface, prominent of abaxial surface, arched, reticulating near the edge of the blade, intersecondary veins similar to the secondary ones, intramarginal vein present; secretory canals inconspicuous. Inflorescences in axillary fascicles, with up to ca. 40 flowers. Flowers ca. 5 mm diameter in sicco; pedicels elongated, 1.5-2.5 cm long, transversally striated; sepals 2, 2 × 2 mm, deltoid, concave, apex rounded, base truncated; petals 4, 4-5 × 3-3.5 mm, green, lanceolate to oblanceolate, reflexed, apex rounded, base truncated; male flowers with stamens 25-30, ca. 3 mm long, white; nectary disc ± low hemispherical-shaped, in the center of flower, 1-1.5 mm high, smooth. Fruits 2-2.2 × 1.7-1.9 cm, green when immature, smooth with projections on the apex in sicco, obovate; calyx, corolla and staminodes persistent: sepals ca. 3 × 2 mm, petals ca. 5 × 3.5 mm and staminodes ca. 2 mm long, terete to dorsiventrally compressed, base broader than apex, vestigial anthers present; rostrum absent or present (2-4 mm long); pedicel of the fruit 2.7-3.5 cm long.
Rio Uaupés. Now, we extend the known distribution to Bolivia and the state of Rondônia in Brazil, localities included in the Madeira River basin.
SPECIMENS EXAMINED BOLIVIA. Pando: without municipality, west of rio Madeira, 12 km above Abunã, 20 Jul 1968, fr., G.T. Prance et al. 6230 (Harvard University Herbaria HUH, New York - NY). BRAZIL. Amazonas: Humaitá municipality, on plateau between Livramento river and Ipixuna river, 7-18 November 1934, fr., B.A. Krukoff 7174 (HUH, NY). Without municipality, Curuquetê river, vicinity of Cachoeira Santo Antonio, 15 July 1971, G.T. Prance et al. 14248 (NY, Wien - W). Rondônia: without municipality, road to Cassiterite Mines in Serra dos Três Irmãos, north bank Madeira river, 05 July 1968, bud, G.T. Prance et al. 5649 (Herbário da Amazônia Meridional - HERBAM, HUH, NY). COMMENTS Van den Berg (1979) considered a specimen in herbarium Kew as the holotype. However, there are two specimens in Kew, and Planchon & Triana (1860) did not designate a holotype. They most probably studied the specimens in Paris, where both worked regularly together on various taxonomic projects (Diaz & Lourteig, 1989). For this reason, we propose the specimen with barcode P 01901278 as lectotype of G. leptophylla.
ACKNOWLEDGMENTS We thank the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Brazil, for awarding a PhD Fellowship and Harvard University, USA, for the HUH Travel Grant awarded to LCM. We also gratefully acknowledge the constructive suggestions of the two reviewers.
ETYMOLOGY From the Greek leptos (= slender, slim); and phyllon (= leaf). DISTRIBUTION Van den Berg (1979, p. 50) considered this species to be endemic “in the geographical region belonging to the Purus and Madeira-Mamoré River basins, in Brazilian Amazonia” (south-western Amazonia). However, the type specimens were collected in the upper Rio Negro region, near the
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 25-44, jan.-abr. 2018
Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo Comments on the plant and animal names mentioned in Hesiod’s “Works and days” Reynaldo Cícero de Toledo Universidade Santo Amaro. Santo Amaro, São Paulo, Brasil
Resumo: Em “Os trabalhos e os dias”, Hesíodo, poeta grego do século VIII a.C., destaca o papel do trabalho honesto na vida das pessoas, defendendo a justiça e aconselhando camponeses quanto ao uso de técnicas aplicadas à fazenda. Ele menciona neste poema as plantas e os animais de maior importância no dia a dia dos homens do campo, associando estes elementos, algumas vezes, ao trabalho, à justiça ou a mudanças de estações. Este artigo objetiva relacionar os fitônimos e zoônimos mencionados nesta obra de Hesíodo, bem como em outras posteriores, de autoria de gregos e de latinos que também citaram esses nomes, visando realizar análise onomatológica. Para isso, incluem-se informações históricas e taxonômicas, além de etimológicas e semânticas relacionadas aos termos considerados, por meio de consulta a dicionários linguísticos e especializados nas áreas biológicas e médicas, bem como a livros e artigos científicos pertinentes ao tema. Além disso, analisam-se sucintamente vários termos correlatos utilizados na literatura científica, com a finalidade de se demonstrar que esses nomes clássicos e os seus derivados continuam a ser empregados na onomatologia científica dos dias atuais. Palavras-chave: Onomatologia. Nomes clássicos. Fitônimos. Zoônimos. “Os trabalhos e os dias”. Abstract: In his poem “Works and days”, the Greek poet Hesiod, who flourished in the 8th Century BC, highlights the role of honest work in people’s lives, defends justice, and advises farmers regarding farming techniques. The poet mentions plants and animals of great everyday importance for rural workers, at times associating them to work, justice or changes of the seasons. The purpose of this article is to collect the phytonyms and zoonyms mentioned in Hesiod’s poem, and in the writings of later Greek and Latin authors that also cited them, focusing on an onomatological analysis. For that reason, historical and taxonomical information related to the selected terms are included, in addition to etymological and semantic information, gathered from linguistic and specialized dictionaries in the biological and medical areas, as well as from pertinent books and scientific articles. Besides that, various correlating terms used in the scientific literature were succinctly analyzed in order to demonstrate that these classical names and their derived forms continue to be used in scientific onomatology today. Keywords: Onomatology. Classical names. Phytonyms. Zoonyms. “Works and days”.
TOLEDO, R. C., 2018. Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 25-44. Autor para correspondência: Reynaldo Cícero de Toledo. Universidade Santo Amaro. Rua Padre José de Anchieta, 903, ap. 51. Santo Amaro, SP, Brasil. CEP 04742-001 (rcd.toledo@gmail.com). Recebido em 23/10/2017 Aprovado em 28/02/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo
Neste trabalho, objetiva-se listar as plantas e os animais mencionados por Hesíodo na obra “Os trabalhos e os dias”, a fim de indicar como esses seres foram relacionados a alguns aspectos morais, com o intuito também de ressaltar sua importância no cotidiano dos homens do campo do tempo em que foi produzido o poema. Visa-se também a análise onomatológica de cada planta e animal mencionados pelo poeta e por outros autores gregos e latinos posteriores, que citaram esses nomes em suas obras clássicas. Procura-se enfatizar aspectos mitológicos, etimológicos, semânticos e taxonômicos, assim como mostrar a contribuição desses nomes clássicos para a formação de termos correlatos, acrescidos à terminologia biológica.
INTRODUÇÃO Em meados do século VIII a.C., os gregos praticavam uma economia baseada na agricultura como indústria fundamental. Este século notabilizou-se pela produção de algumas grandes obras da literatura universal atribuídas aos poetas Homero e Hesíodo. Nascido em Ascra, uma região da Beócia, Hesíodo e seu irmão herdaram algumas terras cultiváveis e rebanhos de carneiros, que eram apascentados nas faldas do monte Hélicon. Nesse mesmo local, Hesíodo conta que, ao ser inspirado pelas Musas, passou a dedicar-se à poesia. Em sua obra “Os trabalhos e os dias”, ele discute o trabalho e a justiça, tratando de agricultura, economia e navegação, aconselhando os fazendeiros e os navegadores (Rosen, 1990). No desenvolvimento deste poema, Hesíodo menciona algumas plantas associadas ao dia a dia dos homens do campo, bem como vários animais, relacionando-os, em alguns casos, a conceitos morais ou ao começo ou final de uma estação. Os poemas de Hesíodo (e, pouco antes dele, os de Homero) são marcos iniciais na linguagem escrita da civilização ocidental (Voultsiadou & Tatolas, 2005). Esses autores usaram em seus poemas vários termos que, acrescidos de muitos outros, foram empregados posteriormente em textos gregos e romanos. Esses nomes clássicos foram usados por naturalistas de séculos subsequentes, sobretudo a partir de meados do século XVIII, com a introdução do sistema binomial lineano. Os nomes utilizados para a designação de organismos incluíram-se em vários grupos. Além dos clássicos, muitos deles foram descritivos; outros, geográficos, sendo que, a vários animais e plantas aplicaram-se também nomes pessoais. Os nomes são utilizados para identificar e referir substâncias, plantas, animais e pessoas, bem como para discriminar processos, estados e qualidades, relacionados às mais diversas áreas do saber (Flood, 1960, p. VIII). A Onomatologia tem por finalidade estudar os nomes, visando o conhecimento de seu significado, de sua origem e de sua função atual.
MÉTODOS Para se descrever os fitônimos e zoônimos citados por Hesíodo, foram consultadas as traduções de “Os trabalhos e os dias” feitas por Hugh G. Evelyn-White (Hesíodo, 1914) e por Alessandro Rolim de Moura (Hesíodo, 2012). Para as informações etimológicas, semânticas e históricas dos termos, foram consultados os seguintes dicionários: língua portuguesa – Cunha (2010), Houaiss & Villar (2009) e Machado (1987); língua latina – Almeida (2008), Glare (2009) e Saraiva (1993); língua grega – Bailly (2000), Chantraine (1983) e Liddell & Scott (1996). Em razão de estes dicionários linguísticos terem sido compulsados para a análise onomatológica de todos os termos mencionados nas línguas correspondentes, não foram citados no item sobre os Resultados desta pesquisa, sendo, porém, devidamente indicados nas Referências. Alguns dos termos analisados, no entanto, tiveram referências adicionais, necessárias para um melhor esclarecimento etimológico, sendo estas indicadas no texto. Os termos gregos e latinos foram citados nas obras dos seguintes autores clássicos: Hesíodo (2012, 1914), em “Os trabalhos e os dias” (TD); Aristóteles (2006), em “Historia Animalium” (HA); Dioscórides (1829), em “De Materia Medica” (Mat); Higino (1883), em “Fabulae” (Fab);
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Homero (1920, 1919), em “Ilíada” (Il) e “Odisseia” (Od); Horácio (s. d.), em “Carmina” (Carm); Ovídio (s. d.), em “Ars Armatoria” (Ars), “Fasti” (Fast), “Heroides” (H) e “Metamorphoses” (Met); Plínio, o Velho (1906), em “Historia Naturalis” (HN); Teofrasto (1926, 1916), em “De Signis” (Sign) e “Historia Plantarum” (HP); e Virgílio (s. d.), em “Eclogae” (Ecl), “Eneida” (E) e “Georgicon” (G). Para a localização dos termos nas obras consultadas, as referências foram indicadas com a abreviação do título, seguida do livro, do capítulo ou verso e da linha do poema. As informações referentes aos termos pertinentes às áreas biológica e médica, às lendas, aos mitos e ao histórico relacionados ao tema central foram obtidas por meio de dicionários especializados, livros e artigos científicos. Os dados obtidos foram analisados considerando-se fundamentalmente etimologia, semântica e aspectos históricos dos nomes relacionados. Vários termos correlatos dos fitônimos e zoônimos mencionados foram também sucintamente indicados. A análise onomatológica foi desenvolvida somente para os nomes centrais mencionados na obra de Hesíodo e de seus derivados, os quais, no entanto, tiveram análise mais sucinta. O significado de alguns dos nomes e termos científicos neoclássicos foram indicados na língua portuguesa, com o auxílio dos dicionários citados. Para os termos correlatos, procurou-se fazer menção de poucos exemplos, com a finalidade de se mostrar somente a contribuição dos elementos gregos.
(do grego ἐλάτη, elátē); aquelas mais adequadas como componentes do arado – o olmo (do grego πτελέα, pteléa), o loureiro (do grego δάφνη, dáphnē), a azinheira (do grego πρῖνος, prînos) e o carvalho (do grego δρῦς, drŷs) –; bem como as usadas na alimentação – o carvalho, a alcachofra (do grego σκόλυμος, skólymos), a férula (do grego νάρθηξ, nárthēx), a malva (do grego μαλάχη, malachē) e o asfódelo (do grego ἀσφόδελος, asphódelos).
Construção Hesíodo aconselhava ao homem do campo que utilizasse o tipo de madeira mais adequado para cada um dos componentes de um arado. Assim, os timões deveriam ser construídos com a madeira do olmo ou do loureiro, por serem mais resistentes aos carunchos; para os dentes do arado, o melhor tipo indicado era do carvalho; a azinheira deveria ser utilizada para a construção da teiró (Hesíodo, 1914, ll. 414-447), uma peça empregada para cortar a terra. O poeta advertia que o verão não duraria para sempre e, quando Bóreas, o vento do norte, soprasse sobre a terra, suas rajadas fariam gemer as florestas, ocasionando a queda das folhas dos abetos e dos carvalhos (Hesíodo, 1914, ll. 504-535). Olmo (do grego pteléa [TD 435]) As plantas jovens de olmo eram utilizadas para o entrelaçamento de vinhas. Em razão disso, eram consagradas ao deus do vinho, Dioniso. Além disso, como também eram associadas com as sepulturas dos mortos, foram sagradas para Hades, o deus dos infernos. Virgílio, poeta romano do século I a.C., falava a respeito delas: “árvore dos sonhos: nas proximidades da entrada dos infernos, os espíritos dos sonhos repousavam nos ramos de um olmo” (Atsma, 2000-2011, não paginado). O olmo pertence ao gênero Ulmus, de plantas ulmáceas, que inclui espécies distribuídas por regiões do hemisfério norte (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 511). Seu nome genérico foi proposto por Lineu (naturalista do século XVIII), em 1753, originando-se do clássico
RESULTADOS AS PLANTAS EM “OS TRABALHOS E OS DIAS” Na Antiguidade Clássica, as plantas eram utilizadas como ornamentais, como fontes de produtos alimentares e como material de construção. Várias delas eram também usadas como medicinais e, certamente, não faltaram as envolvidas com superstições. No poema de Hesíodo, podemos considerar, de um modo geral, as plantas utilizadas para construção, tais como o abeto
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Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo
latino ŭlmus, olmo, nome mencionado por Virgílio (s. d., E, 6.283), por Ovídio (s. d., Met, 2.557), poeta romano nascido em c. 43 a.C., e por Plínio, o Velho (1906, HN, 16.40), escritor romano do século I d.C. O termo ptélea (do grego pteléa; do latim ŭlmus, olmo) foi mencionado na “Ilíada” (Homero, 1920, 6.419). Os autores gregos Teofrasto (1916, HP, III.XIV.1), filósofo e naturalista nascido por volta de 372 a.C., e Dioscórides (1829, Mat, I.CXII), médico e botânico do século I d.C., o citaram. Alguns termos correlatos que incluem o elemento de composição ptele são relacionados a seguir: 1) euptéleas: plantas eupteleáceas do leste asiático; do grego eu, verdadeiro, e pteléa; 2) ptéleas: plantas rutáceas do gênero Ptelea, encontradas na América do Norte e na Europa; o nome genérico, proposto por Lineu, deve ter-lhes sido atribuído em razão da semelhança do fruto dessas plantas com o do olmo; do grego pteléa (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 414; Stearn, 1992, p. 250); 3) Pteleobius: gênero de insetos coleópteros curculionídeos, encontrado em regiões europeias e no Japão (Löbl & Smetana, 2011, p. 208); o nome genérico compõe-se do grego pteléa e bíos, vida; 4) pteleófagos: insetos que se alimentam de certas plantas, entre as quais o olmeiro; o termo compõe-se do grego pteléa e de phagō, eu como.
O gênero Laurus teve nome atribuído por Lineu, em 1753. Essas plantas lauráceas incluem espécies de loureiros encontradas em regiões mediterrâneas (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 276; Quattrocchi, 2000, p. 1432). O loureiro, do grego daphne, termo referido na “Odisseia” (Homero, 1919, 9.183), era designado como laurus pelos latinos e foi citado por Virgílio (s. d., E, 3.91) e por Plínio (1906, HN, 1.34). Os termos correlatos contendo dafne como elemento de composição incluem, entre outros: 1) antidafne: plantas eremolepidáceas encontradas na América do Sul; do grego antí, contra, em oposição a, e dáphnē (Quattrocchi, 2000, p. 163); 2) dáfnias: crustáceos cladóceros, dulcícolas, vulgarmente denominados de pulgas d’água, em razão de exibirem um modo de natação saltatória, que lembra o salto de uma pulga; do grego dáphnē, loureiro, ou de Dáphnē, uma ninfa (Jaeger, 1955, p. 76); 3) dafnismo: intoxicação provocada pela dafnina, um composto glicosídico obtido da casca de plantas do gênero Daphne (Dorland, 1988, p. 432); do grego dáphnē e ismós, condição, qualidade (Williams, 2005, p. 106). Azinheira (do grego prînos [TD 436]) No poema “Metamorfoses”, Ovídio (s. d.) relata que um ramo verde de azinheira, sendo tocado pelo rei Midas, foi convertido em ouro. Esta planta é mencionada na tradução feita pelo poeta árcade e pré-romântico português Bocage (1765-1805): /O braço (de Midas) estende a uma azinheira não alta,/ Verde ramo lhe extrai, e é ouro o ramo/ (Bocage, 2004, p. 92). Esta planta citada por Hesíodo pertence à espécie Quercus ilex L., uma fagácea de regiões mediterrâneas europeias. Foi Lineu quem atribuiu este nome à espécie, em 1753. O gênero, indicado por Quercus, é um nome clássico latino, designativo de carvalho, tendo sido referido no poema de Virgílio (s. d., G, II.16) e no trabalho de Plínio (1906, HN, 16.3). O epíteto específico ilex, do latim ilex, ilĭcis, também um clássico latino citado por Plínio (1906, HN 16.55), designa a azinheira (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 419).
Loureiro (do grego dáphnē [TD 435]) Na obra “Teogonia”, Hesíodo mencionou que, certa vez, enquanto pastoreava suas ovelhas, as Musas deram-lhe algo maravilhoso: um bastão de loureiro (Morford & Lenardon, 2003, p. 73). O loureiro era consagrado ao deus Apolo. Segundo a mitologia, uma ninfa chamada Dafne, muito amada por Apolo, sendo perseguida pelo deus e, querendo escapar, foi metamorfoseada em loureiro por seu pai, o deus-rio Peneu (Bulfinch, 2006, p. 41). Em Roma, os generais vencedores de batalhas usavam uma coroa de folhas de loureiro na cabeça. Na Grécia antiga, esse ornamento era conferido a poetas, heróis e vencedores de jogos, como símbolo de honra (Yilmaz et al., 2013).
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O termo grego prînos (azinheira, carvalho-verde) foi citado por Teofrasto (1916, HP, III.XVI.1). Seus conexos latinos īlex e prīnus são ambos designativos de azinheira. Seguem-se alguns correlatos que contêm prin(o) como elemento de composição: 1) Prinobius: gênero de insetos coleópteros, cerambicídeos, encontrados na Eurásia (Sama, 2004); o nome genérico desses insetos compõe-se dos gregos prînos e bíos, vida (Jaeger, 1955, p. 207); 2) Quercus prinoides Willd.: espécie de plantas fagáceas, nativas da América do Norte (Kenny et al., 2017); o epíteto específico prinoides foi-lhe atribuído em razão de sua semelhança com as plantas da espécie Quercus prinus L.; esse nome origina-se dos termos gregos prînos e êidos, forma, aspecto exterior (Gledhill, 2008, p. 314).
semelhança (que se assemelha à elatina) (Gledhill, 2008 p. 151; Quattrocchi, 2000, p. 884, 885).
Alimentação Hesíodo relata em seu poema que a terra fornece os alimentos para os homens que cuidam dos campos. Nas montanhas, os carvalhos carregam as bolotas em suas copas (Hesíodo, 1914, ll. 225-237). No verão, os escólimos florescem e a cigarra canta estridentemente (Hesíodo, 1914, ll. 582-596). O poeta conta que o Titã Prometeu roubou o fogo dos céus e ocultou-o na haste oca de uma férula, entregando-o aos homens. Zeus, enfurecido, ordenou aos deuses que amoldassem um ente que seria uma desgraça para o Titã e para todos os homens. Assim foi criada Pandora, a primeira mulher (Hesíodo, 1914, ll. 42-82). Perses, o irmão de Hesíodo, foi sempre alvo de suas admoestações. Logo após a herança de seu pai ter sido dividida entre eles, Perses apoderou-se de alguns bens a mais. O poeta chamou os subornados de tolos, que desconhecem o quanto a metade é maior do que o todo, dizendo que ignoram a vantagem da malva e do asfódelo. Alguns autores compararam estas plantas ao pão e ao queijo que as pessoas pobres utilizavam como alimentos (Hesíodo, 1914, ll. 25-41, 2012, p. 63).
Abeto (do grego élate [TD, 509]) Na mitologia, o abeto é associado aos deuses Cibele e Dioniso. O jovem Átis foi amado por Cibele e desejou a morte, após emascular-se por infidelidade à deusa. Cibele metamorfoseou-o em abeto prateado. O tirso de Dioniso era provido no ápice por um cone de abeto, que simbolizava o falo do deus do vinho (Atsma, 2000-2011). Entre as plantas pináceas do gênero Abies, incluem-se várias espécies encontradas na América do Norte e na Eurásia. O nome genérico dessas plantas foi proposto pelo botânico inglês Philip Miller (1691-1771), em 1754. Esse nome é clássico e origina-se do termo latino abĭēs, que significa abeto (Quattrocchi, 2000, p. 3). O abeto (do grego elátē; do latim elatē; abĭēs) foi mencionado na “Ilíada” (Homero, 1920, 5.560) e na “Odisseia” (Homero, 1919, 5.269). Plínio (1906, HN, 1.28) referiu o termo elatē como abeto ou pinheiro manso. Entre os termos correlatos que contêm elate e elatin como elementos de composição, incluem-se: 1) élate: planta arecácea encontrada na Índia e no Sri Lanka, também conhecida por fênix; 2) elatinas: plantas elatináceas nativas da Eurásia; do grego elatínē, do abeto; 3) elatinoide: termo formado pelo grego elatínē, de abeto, e êidos,
Carvalho (do grego drŷs, dryós [TD 436]) As dríades eram as ninfas das florestas associadas às árvores e tinham a incumbência de protegê-las, punindo quem as injuriasse. Elas eram coroadas com folhas de carvalho e costumavam dançar em volta dessas árvores sagradas (Commelin, 2008, p. 147), cujas bolotas eram usadas na alimentação dos pobres (Dalby, 2003, p. 2). O carvalho, citado por Hesíodo, pertence à espécie Quercus robur L., na qual incluem-se plantas fagáceas encontradas na Eurásia e na América do Norte (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 420). Lineu descreveu essa espécie em 1753. O nome genérico, também atribuído por ele, provém do nome latino quercus, designativo do carvalho comum ou
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do carvalho-roble, mencionado nas obras de vários autores clássicos, entre os quais o poeta romano do século I a.C., Horácio (s. d., Carm, III.23.10), além de Ovídio (s. d., Met, 13.779) e de Plínio (1906, HN, 16.3). O epíteto específico origina-se do termo latino rōbur, nome também aplicado ao carvalho e que, em sentido figurado, significa força, resistência. O termo grego drŷs, carvalho, foi citado por Dioscórides (1829, Mat, I.CXLII) e seus nomes equivalentes latinos são quercus e rōbur. Há vários termos correlatos que contêm os elementos de composição drŷs e dryós, incluindo-se: 1) drióbatas: aves picídeas encontradas na América do Norte; de dryós e batēs, que anda (Jobling, 2010, p. 140); 2) driófis: nome vernacular de serpentes colubrídeas arborícolas, encontradas na região zoogeográfica Oriental e no Novo Mundo; no continente americano, estas serpentes incluem-se no gênero Oxybelis, com seus representantes distribuídos por regiões tropicais e subtropicais (Savage, 2002, p. 675); o termo driófis compõe-se de drŷs e de óphis, serpente; 3) driopitecos: primatas hominídeos extintos, que viveram na África entre 20 e 5,3 milhões de anos atrás (Lawrence, 2008, p. 189); do grego dryós e píthēkos, macaco.
O escólimo (do grego skólymos, alcachofra) foi mencionado por Teofrasto (1916, HP, VI.IV.3). Seu conexo latino scolymus refere-se a um tipo de cardo cujas raízes eram comestíveis. Entre os termos correlatos que contêm o elemento de composição escolim(o), skolymo, destacam-se os seguintes: 1) escólimo: planta asterácea do gênero Scolymus; 2) scolymus: epíteto específico da planta asterácea Cynara scolymus L., a alcachofra (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 141). Férula (do grego nárthēx, nárthekos [TD 52]) Nas corridas de festivais consagrados a Prometeu, os gregos utilizavam tochas construídas de hastes de férulas (Atsma, 2000-2011). As plantas do gênero Ferula, descrito por Lineu em 1753, pertencem às apiáceas e são encontradas desde em regiões mediterrâneas orientais até a Ásia central. Neste gênero, há várias espécies utilizadas na culinária e na medicina. Ferula também significa bastão: os romanos os usavam como bengalas, como talas e para castigos corporais. Os herbalistas utilizavam essas plantas como contraceptivo e afrodisíaco, denominando-as de sílfio [silphium] (Totelin, 2015). O termo férula (do grego nárthēx, nárthēkos; do latim nārthēx, narthecis, férula, caixinha) foi mencionado por Teofrasto (1916, HP, VI.I.4). Plínio (1906, HN, 5.32) citou o termo ferŭla com o sentido de canafrecha, férula, uma planta de haste longa e delgada; significa também palmatória, um instrumento usado para castigar crianças e escravos. Entre os termos correlatos, podem ser exemplificados: 1) nartécia ou nartécio: plantas do gênero Narthecium, encontradas na Eurásia e na América do Norte; do grego nárthēx (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 336); 2) nartecina: composto hepatotóxico que ocorre em plantas da espécie Narthecium ossifragum (L.) Huds. (Darlington, 2005-2017).
Alcachofra (do grego skólymos [TD 582]) Eratóstenes de Cirene (astrônomo e poeta grego, nascido em 276 a.C.) conta que o escólimo foi servido como alimento por Icário e sua filha Erígone a seu visitante anônimo, Dioniso (Dalby, 2003, p. 161). A planta referida por Hesíodo pertence à espécie Scolymus hispanicus L., uma asterácea encontrada na Europa (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 455). Os representantes desta espécie têm sido empregados em culinária e em medicina desde a época de Teofrasto. Lineu atribuiu o nome científico dessa planta em 1753. Seu nome genérico, Scolymus, também atribuído por Lineu, origina-se do grego skólymos, um nome clássico utilizado para designar um tipo de cardo; o epíteto específico provém do termo latino hispānĭcus, hispânico, relativo à Hispânia, que, na Antiguidade, era uma província do Império Romano; hoje, o termo tem o sentido de relativo à Espanha, espanhol.
Malva (do grego malachē [TD 41]) Na culinária romana, a malva era utilizada como um dos ingredientes de condimentos para peixes. Há relatos de que elas eram plantadas nas sepulturas dos antigos
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(Folkard, 1884, p. 425), acreditando-se que pudessem servir de alimentos aos mortos. Isidoro de Sevilha (erudito e eclesiástico espanhol, nascido por volta de 560 d.C.), referindo-se a esta planta, admitia que o suco dela podia ser preparado para se evitar picadas de abelhas (Barney et al., 2006, p. 355). As malvas são plantas malváceas do gênero Malva, no qual são incluídas espécies com distribuição em regiões temperadas, subtropicais e tropicais da Eurásia e da África (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 306). O nome genérico (do latim malva, malva) é clássico e foi atribuído por Lineu, em 1753. Este termo foi referido por Teofrasto (1916, HP, VII.VII.2). Plínio (1906, HN, 28.53) mencionou seu conexo latino. Entre os correlatos em que o termo malachē entra como elemento de composição, incluem-se: 1) Malachiomimus: gênero de insetos coleópteros malaquiídeos, encontrados na Espanha (Iberfauna, 2008), nome que se compõe do gênero Malachius e do grego mímos, imitador, farsante; 2) maláquios: insetos coleópteros malaquiídeos do gênero Malachius (Jaeger, 1955, p. 148), encontrados na Europa e nos Estados Unidos, do grego malakhios, de malakhe, referindo-se ao fato de eles apresentarem a cor verde, a cor da malva.
região mediterrânea até o Himalaia. O nome clássico foi utilizado como nome genérico dessas plantas por Lineu, em 1753 (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 44; Quattrocchi, 2000, p. 215). Este termo foi citado por Teofrasto (1916, HP, VII. IX.4) e por Dioscórides (1829, Mat, II.CXCIX). Seu conexo latino asphodĕlus foi mencionado por Plínio (1906, HN, 21.66). O elemento de composição asfodel (asphodel) encontra-se em alguns termos correlatos. Tais são os casos de: 1) asfodeláceo: que pertence às plantas asfodeláceas; do grego asphódelos e do latim acĕus, sufixo indicativo de ‘que pertence a’; 2) asfodelina: composto de ação antimicrobiana, isolado da planta Asphodelus microcarpus Viv. (El-Seedi, 2007); este termo é também indicativo de um gênero de plantas (Asphodeline) asfodeláceas, encontradas em regiões mediterrâneas, o qual se origina do grego asphódelos; o composto químico tem seu nome formado pelos termos gregos asphódelos e ina, sufixo indicativo de composto orgânico (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 44; Quattrocchi, 2000, p. 215); 3) asfodelino: feito de asfódelo; do latim asphodĕlus e īnus, feito de, que pertence a.
OS ANIMAIS EM “OS TRABALHOS E OS DIAS” Os zoônimos usados por Hesíodo em sua obra referem-se a animais observados na jornada de trabalho do camponês de sua época. Assim, o autor destaca o papel dos bois para a aradura; as cabras e os carneiros são mencionados pela sua importância na alimentação; aves e cigarras, pelo seu canto anunciador de mudanças de estações. Hesíodo enaltece o trabalho, relacionando-o às atividades das abelhas, e execra o ócio, comparando-o ao comportamento dos zangãos.
Asfódelo (do grego asphódelos [TD 41]) Conforme relato presente na obra “Odisseia” (Homero, 1919, 11.539), os asfódelos eram plantas das pradarias infernais; os pobres utilizavam seus bulbos e raízes como alimento (Theil & Hallez-D’Arros, 1841, p. 96). Eles eram também plantados em túmulos e, conforme a lenda, serviam de alimento aos mortos (Thiselton-Dyer, 1889, p. 73). Segundo uma superstição, se essa planta fosse pendurada na entrada de uma habitação, afastaria as coisas ruins desse local (Barney et al., 2006, p. 354). Os asfódelos eram, portanto, considerados plantas apotropaicas (do grego apotrópaios, que afasta as desgraças; que desvia os males). Os asfódelos são plantas asfodeláceas que pertencem ao gênero Asphodelus e encontram-se distribuídas desde a
Trabalho Nos campos, os bois e as mulas trabalham infatigavelmente (Hesíodo, 1914, ll. 42-53). Hesíodo ensina ao camponês como atrelar a teiró aos bois (Hesíodo, 1914, ll. 414-447). Ao comparar os dias, menciona os que são bons para o
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Comentários sobre os nomes de plantas e de animais citados em “Os trabalhos e os dias”, de Hesíodo
trabalho dos homens, os mais adequados para a tosquia das ovelhas e para a colheita dos frutos, lembrando que, com a brisa oscilante do duodécimo dia, as aranhas também trabalham, tecendo suas teias (Hesíodo, 1914, ll. 770-779). Advertindo seu irmão Perses, Hesíodo lembra que os deuses e os homens se zangam com quem vive no ócio, porquanto essas pessoas assemelham-se, em caráter, aos machos ociosos das laboriosas abelhas; os zangãos consomem o trabalho de suas fêmeas, alimentando-se sem trabalhar (Hesíodo, 1914, ll. 293-319). Hesíodo recomenda que o camponês cuide bem de seu cão porque o animal evitará que o alimento de seu dono seja roubado. No dia favorável para o nascimento de uma menina, devem-se amansar com o toque das mãos as ovelhas, os bois chifrudos de andar vacilante e os cães e mulos (Hesíodo, 1914, ll. 792-799, 2012, p. 141). O poeta comenta os castigos infligidos pelos deuses aos que não cumprem corretamente suas determinações, entre as quais: não se lavar com caldeirões não consagrados; ao construir sua casa, não a deixar mal desbastada, pois uma gralha gritadora nela poderá alojar-se e crocitar (Hesíodo, 1914, ll. 746-749, 2012, p. 135).
e naturalista do século IV a.C. Seu conexo latino foi mencionado por Plínio (1906, HN, 8.77). Entre os vários termos correlatos que possuem boûs como elemento de composição, podemos citar: 1) boófilo: carrapato vetor de patógenos em gado bovino; do grego boûs e phílos, amigo; 2) bosélafo: tipo de antílope encontrado na Índia; do grego boûs e élaphos, cervo (Gotch, 1995, p. 641); 3) buftalmia: aumento do volume do globo ocular; do grego boûs e ophthalmós, olho (Stedman, 1979, p. 198). Aranha (do grego ἀράχνη, aráchnē [TD 777]) Aracne era uma jovem extremamente hábil no ato de tecer. No entanto, ela desafiou a deusa Atena para uma disputa, com a finalidade de se saber qual das duas teceria melhor uma tapeçaria. A deusa ofendeu-se com o desafio e metamorfoseou a jovem em aranha (do grego ἀράχνη, aráchnē) (Schmidt, 2000, p. 21). Isidoro de Sevilha referiu-se às aranhas como animais que estão sempre trabalhando na tecedura de suas teias. Esse autor mencionou também o termo arānĕa, referindo-se a um tipo de peixe, o peixe-aranha (Barney et al., 2006, p. 260). As aranhas são artrópodes terrestres, aracnídeos que pertencem à ordem Araneae, nome proposto pelo entomologista sueco Carl Alexander Clerck (1709-1765), em 1757 (Bugguide, 2004-2017), proveniente do termo clássico latino arānĕa, com o significado de aranha. O termo grego aráchnēs, aranha, foi citado por Aristóteles (2006, HA, 529b); seu equivalente latino arānĕus, arānĕa, foi mencionado por Plínio (1906, HN, 9.81). Vários termos correlatos contêm a raiz arakhn (aracn), incluindo-se: 1) Arachnida: a classe dos aracnídeos, artrópodes representados principalmente pelas aranhas e pelos escorpiões; do grego aráchnē e do latim ida, sufixo indicativo de algumas ordens em animais (Williams, 2005, p. 100); 2) aracnodactilia: condição patológica caracterizada por comprimento anormal e por delgadez dos dedos das mãos e dos pés; o termo origina-se do grego aráchnē, dáktylos, dedo, e ía, sufixo indicativo de condição; em
Boi (do grego βοῦς, boûs, boós [TD 607]) Os gregos antigos ofereciam bois como prêmios aos vencedores dos jogos (Lonsdale, 1979). Na mitologia grega, o gigante Gerião, um monstro tricéfalo, possuía um grande rebanho de bois vermelhos, sendo uma das tarefas de Héracles apossar-se desse rebanho (Brandão, 1991, p. 525). A rainha Pasífae, de Creta, uniu-se a um touro, gerando o minotauro. Este ente monstruoso, que possuía cabeça de touro e corpo de homem, foi morto por Teseu (Houtzager, 2004, p. 197). Os bois pertencem ao gênero Bos, de mamíferos bovídeos. O nome genérico desses animais foi atribuído por Lineu, em 1758. O termo Bos é clássico, proveniente do latim bos, bovis, boi (Gotch, 1995, p. 639). O boi (do grego βοῦς, boûs, boós; do latim bos, bovis) foi citado por Aristóteles (2006, HA, 488a), filósofo
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razão disso, essa condição é também conhecida por dedos-de-aranha (Polisuk & Goldfeld, 1988, p. 45); 3) aracnofobia: temor doentio de aranhas; dos termos gregos aráchnē, phóbos, temor, medo, e ía (Dorland, 1988, p. 118); 4) Myrmarachne: gênero de aracnídeos salticídeos encontrados em regiões quentes, desde a África até a Austrália, além de regiões tropicais do Novo Mundo; estas aranhas saltadoras são mirmecomorfas, pois possuem formas semelhantes às de formigas (Yamasaki & Edwards, 2013); o termo genérico origina-se do grego myrmēx, mýrmos, formiga, e aráchnē.
as mulheres usavam-na como elemento para encanto com fins de evitar a gravidez (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 235; Stearn, 1992, p. 163); 2) hemíono: equídeo de regiões desérticas asiáticas. Abelha (do grego Μέλισσα, melissa [TD 233]) Em certas culturas, a abelha foi considerada como um inseto sagrado. Várias deusas, incluindo-se Ártemis e Afrodite, foram associadas a esse tipo de inseto. Elas são himenópteros, apídeos, que pertencem ao gênero Apis e incluem-se na espécie Apis mellifera Linnaeus, 1758 (ITIS, 2017). O nome genérico Apis é clássico e o nome específico origina-se do latim mellifĕra, que produz mel, melífera. O termo abelha foi mencionado por Homero (1919), na “Odisseia” (13.106), e por Aristóteles (2006, HA, 487a); kēphēn, o zangão, também foi referido por Aristóteles (2006, HA, 553a). O equivalente latino de melissa é apis, citado por Ovídio (s. d., Met, 13.928); o conexo latino de kēphēn é fucus, zangão, e foi referido por Plínio (1906, HN, 1.60). Entre os vários termos correlatos que contêm melissa em sua composição, incluem-se: 1) melissa: planta lamiácea do gênero Melissa, nativa da Eurásia; o nome genérico deve-se ao fato de suas flores produzirem um néctar que atrai as abelhas (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 316); 2) melissófilo: que gosta de abelhas, que gosta de mel; de mélissa e philos, amigo, querido; 3) melissofobia: temor patológico a picadas de abelhas; do grego mélissa; phóbos, temor, medo, e ía (Williams, 2005, p. 122, 156).
Mulo (do grego ἡμίονος, hēmíonos [TD 46]) Os mulos foram mencionados no trabalho de Isidoro de Sevilha como um dos três tipos de equinos: um deles era o cavalo; o outro, o asno; o terceiro era o mulo, um animal híbrido, por ser originado de duas espécies diferentes (Barney et al., 2006, p. 250). Na Ásia, encontram-se equídeos da espécie Equus hemionus Pallas, 1775, vulgarmente conhecidos como onagros. O nome genérico Equus foi atribuído por Lineu, em 1758, e origina-se do termo clássico latino equus, designativo de cavalo. O nome da espécie foi atribuído pelo zoólogo e botânico alemão Peter Simon Pallas (17411811), em 1775 (Kaczensky et al., 2015). O nome específico hemionus provém do grego hēmíonos, mulo, mula. Descendente do cruzamento de jumento com égua, o mulo (do grego hēmíonos) foi mencionado por Homero na “Ilíada” (1920, 23.266) e também por Aristóteles (2006, HA, 580b). O termo latino conexo mūlus, mūla, mulo, mula, foi citado por Plínio (1906, HN, 7.32). Alguns dos termos correlatos em que se encontra o elemento de composição hemion são indicados a seguir: 1) hemionite: planta pteridófita encontrada em regiões tropicais da Ásia e da América; o termo hēmionîtis já existia em grego com o sentido de “do mulo ou para o mulo”; Dioscórides (1829, Mat, III.CXXXV) o referiu com o significado de feto-mula (mule-fern), a planta Scolopendrium hemionitis (L.) Lag., D. García & Clemente, a qual era considerada estéril, por isso
Cão (do grego κύων, kýōn, kynós [TD 604]) Na “Odisseia” (Homero, 1919, 17.290), o cão foi referido no momento em que Odisseu, disfarçado de mendigo, reencontrou Argos, seu cão, que, reconhecendo o dono, balançou a cauda e logo em seguida caiu morto, pois esperava apenas o regresso de seu senhor, que retornara ao lar depois de 20 anos (Brandão, 1991, p. 115). Outra figura canina da mitologia era Cérbero, um cão tricéfalo, cuja cauda era uma serpente. Era o cão
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de guarda de Hades. Héracles tinha a incumbência de dominar Cérbero, sem o uso de armas, devendo levá-lo até Euristeu, o rei de Argos. Após subjugar o monstruoso cão, Héracles o levou até Euristeu, cumprindo, assim, mais um de seus trabalhos (Brandão, 1991, p. 202; Schmidt, 2000, p. 41). Na vida diária dos romanos, os cães participavam de várias atividades: além da proteção do lar e dos rebanhos de carneiros, eram também usados para a caça. Os cães estavam associados aos deuses romanos, Marte e Diana (Lazenby, 1949). Os cães domésticos são mamíferos canídeos que pertencem à subespécie Canis lupus familiaris Linnaeus, 1758. A espécie foi descrita por Lineu, em 1758, com o nome de Canis familiaris. Os nomes genérico e específico são clássicos e originam-se dos termos latinos canis, cão, e lŭpus, lobo. O nome subespecífico latino familiāris significa ‘da família’, doméstico (Gotch, 1995, p. 585). O cão foi mencionado por Aristóteles (2006, HA, 488a), que atribuiu também ao termo o significado de um peixe marinho do tipo esqualo, o peixe-cão (Aristóteles, 2006, HA, 566a); o termo conexo latino canis foi referido por Virgílio (s. d., Ecl, 8.28) e por Ovídio (s. d., H, 5.20). Há diversos termos correlatos que incluem kyon (cino) como elemento de composição: 1) cinantropia: condição patológica em que o paciente se considera um cão ou exibe um comportamento semelhante ao desse animal; do grego kýōn e ánthrōpos, homem (Dorland, 1988, p. 420); 2) cinocéfalo: que tem cabeça de cão; nome vernacular de mamíferos dermópteros, encontrados no sudeste asiático, também conhecidos como colugos (Allaby, 2009, p. 175). Esse nome compõe-se do grego kýōn e kephalḗ, cabeça; 3) cinoglossa, cinoglosso: planta boraginácea encontrada em regiões temperadas e quentes; compõe-se do grego kýōn, kynos e glôssa, língua, com referência ao fato de suas folhas apresentarem-se em formas de tiras granulosas (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 141); 4) cinomose: tipo de virose canina; o nome compõe-se do grego kýōn e ōsis, condição, doença;
5) cinorexia: condição de fome canina; voracidade; cinorrexia; o termo compõe-se do grego kýōn e órexis, desejo de, apetite (Polisuk & Goldfeld, 1988, p. 83). Gralha (do grego κορώνη, korṓnē [TD 747]) A mãe de Esculápio (Asclépio), deus da medicina, chamava-se Corônis, cujo significado é gralha. Segundo uma versão da mitologia, Esculápio nasceu de um ovo de gralha (Commelin, 2008, p. 176). Esses bichos são aves corvídeas da espécie Corvus cornix Linnaeus, 1758, encontradas na Eurásia. O nome genérico provém do clássico latino cŏrvus, corvo; seu nome específico, também latino, origina-se de cornīx, gralha (Gotch, 1995, p. 456). O termo gralha foi referido por Homero (1919), na “Odisseia” (5.66), e também por Aristóteles (2006, HA, 563b) e por Teofrasto (1926, Sign, 16), com o significado de uma ave marinha. O termo latino equivalente (cornīx) foi mencionado por Plínio (1906, HN, 10.16). Diversos termos correlatos, incluindo o elemento de composição corone (korṓnē), podem ser citados: 1) coronoide: que possui forma semelhante ao bico de uma gralha; do grego korṓnē, qualquer objeto curvo, e êidos, aspecto, forma [Dorland, 1988, p. 383]); 2) coronopus: epíteto específico da espécie de plantas plantagináceas Plantago coronopus L., as quais são nativas da Eurásia; o epíteto, atribuído por Lineu em 1753, compõe-se do grego korṓnē e poús, podós, pé (Gledhill, 2008, p. 122; Hyam & Pankhurst, 1995, p. 398); 3) Corvus corone Linnaeus, 1758: o termo korṓnē é aplicado como nome específico nesta espécie de aves corvídeas, encontradas na Europa Ocidental; o nome do gênero origina-se de cŏrvus, corvo, e o nome específico de korṓnē (Gotch, 1995, p. 456).
Justiça Advertindo seu irmão para que ouvisse a justiça, Hesíodo lembra que Zeus concedeu esta lei aos homens, mas os seres que não a têm, tais como os peixes, as feras e as aves aladas, devoram-se uns aos outros (Hesíodo, 1914, ll. 274-285).
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O poeta conta uma fábula para os príncipes, segundo a qual um falcão, com suas garras curvas e perfurantes, apresava um rouxinol, cujos gritos de dor em nada sensibilizavam seu predador. O falcão, desdenhosamente, o chamava de “coisa miserável” (Hesíodo, 1914, ll. 202211), perguntando porque chorava justo agora que estava sendo levado até as altas nuvens por alguém superior. Esse alguém, dizia-lhe o falcão, poderia fazer dele a sua refeição ou então libertá-lo (Hesíodo, 2012, p. 83).
doença (Polisuk & Goldfeld, 1988, p. 196); 3) osteícte: espécime de peixe da classe Osteichthyes, que engloba todos os peixes ósseos, tais como robalos e tilápias; do grego ostéon, osso, e ichthýs (Hickman et al., 2009, p. 304). Falcão (do grego ἱέραξ, hiérax, hiérakos [TD 212]) Na mitologia grega, a feiticeira Circe estava associada ao falcão. Segundo alguns autores, seu nome grego Kírkē era derivado de kírkos, um tipo de falcão (Brandão, 1991, p. 220). Na obra de Antoninus Liberalis (“Metamorphoses”, 1992), gramático grego que viveu por volta de 147 d.C., há um relato em que um homem bom, de nome Hierax, auxiliou um povo fornecendo-lhe alimentos. Este povo tivera suas terras devastadas por não ter oferecido sacrifícios a Posídon. O deus dos mares, enraivecido com a atitude de Hierax, metamorfoseou-o em falcão, animal detestado pelas outras aves (Celoria, 1992, p. 51). Isidoro de Sevilha mencionou o falcão como uma ave que agarra as outras ardentemente, sendo, por isso, raptora (que toma ou leva à força; que rouba) ou accípiter (Barney et al., 2006, p. 268). Os falcões são aves de rapina, falconídeas, do gênero Falco, distribuídas por quase todo o planeta. Lineu atribuiu o nome genérico dessas aves em 1758. Esse nome é clássico e provém do latim falco, falconis, falcão, o que possui os pés recurvados, como garras (do latim falx, foice) (Gotch, 1995, p. 236). O termo grego hierax foi mencionado por Homero (1920), na “Ilíada” (13.62), e também por Aristóteles (2006, HA, 506b); o seu conexo latino é falco, ave de rapina, que foi referido por Virgílio (s. d., E, 10.146). Entre os termos correlatos que contêm o elemento de composição hiérax, incluem-se: 1) hierácia: planta asterácea do gênero Hieracium, encontrada em regiões temperadas e tropicais montanhosas (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 239). O nome genérico é clássico e provém do grego hierakion, falcão, mencionado por Dioscórides (1829, Mat, III.LXXII), referindo-se a um tipo de planta. Plínio (1906, HN, 20.60) citou o termo hieracium para designar um tipo de alface
Peixes (do grego ἰχθῦς, ichthýs, icthýos [TD 277]) Conta-se que Afrodite e Eros, seu filho, quando vieram para a Síria, defrontaram-se com Tifão e, para escaparem dessa monstruosa criatura, lançaram-se às águas do rio Eufrates, metamorfoseando-se em peixes (Atsma, 20002017a). Isidoro de Sevilha relata que os tipos de peixes tiveram seus nomes dados conforme as semelhanças com animais terrestres. Assim, tem-se, entre outros: o peixe que morde (peixe-cão); o que produz um som semelhante ao crocitar de um corvo (corvina); o que possui a sua parte anterior assemelhando-se a um cavalo (cavalo-marinho) (Barney et al., 2006, p. 260). Os peixes são vertebrados aquáticos, representados por espécies cartilaginosas (tubarões e raias) e ósseas (enguias, salmões) (Allaby, 2009, p. 488). Em taxonomia, o nome deste grupo de vertebrados foi atribuído por Lineu, em 1758, como Pisces (uma das classes de vertebrados). Este termo foi citado por Homero (1920, 1919), na “Ilíada” (21.122) e na “Odisseia” (5.53), e também por Aristóteles (2006, HA, 486a); seu conexo latino piscis, peixe, foi referido por Ovídio (s. d., Ars, 3.270) e por Plínio (1906, HN, 9.83). Entre os inúmeros termos correlatos que incluem icti (ichthýs) como elemento de composição, podemos exemplificar os seguintes: 1) ictiofagia: hábito de se alimentar de peixes; do grego ichthýs, phagō, que come, e ía, condição; 2) ictiose: afecção cutânea caracterizada pela presença de uma epiderme córnea e escamosa, semelhante à dos peixes; do grego ichthýs e ōsis, condição,
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selvagem e também como um colírio (Quattrocchi, 2000, p. 1229). Segundo uma lenda, os falcões, ao pressentirem que iam perder a visão, a fim de recuperá-la, imergiam os olhos no suco dessa planta (Crabb, 1851, p. 435); 2) hieracocéfalo: que possui cabeça de falcão; do grego hiérax e kephalḗ, cabeça; 3) Microhierax: gênero de aves falconídeas de pequeno porte (falconetes), encontradas no sudeste da Ásia; seu nome genérico compõe-se do grego mikrós, pequeno, e hiérax (Gotch, 1995, p. 236).
filho e, no seu lamento, pediu a Zeus que a transformasse em rouxinol para cantar sua dor (Schmidt, 2000, p. 5). O termo conexo latino (luscinĭus) foi citado por Plínio (1906, HN, 10.59) e por Higino (1883, Fab, 45.19), escritor romano, que viveu entre 67 a.C. e 17 d.C. Alguns nomes de espécies de animais incluem o termo aedon como nome específico, tais como: 1) Tipula aedon Alexander, 1947: espécie de insetos dípteros, cecidomiídeos, encontrados na Venezuela; seu nome genérico Tipula origina-se do latim tippŭla, aranha-de-água; tipo de inseto aquático (Jaeger, 1955, p. 266; GBIF Secretariat, 2017); 2) Troglodytes aedon (Vieillot, 1809): espécie de aves trogloditídeas, encontradas no continente americano; seu nome genérico origina-se do grego trōglodýtēs, que vive em cavernas; de trṓglē, caverna, e dýtēs, escavador, mergulhador (Gotch, 1995, p. 384).
Rouxinol (do grego ἀηδών, aēdōn, aēdonos [TD 203]) Procne e Filomela eram as filhas do rei Pandíon, de Atenas. Tendo-se casado com Tereu, o rei da Trácia, Procne, depois de alguns anos, quis ver a sua irmã. Tereu foi, então, buscá-la, mas, não resistindo a seus encantos, violentou-a e escondeu-a. De volta à casa, contou à esposa que a irmã havia morrido. Procne, porém, ficou sabendo do que ocorrera e conseguiu libertar Filomela. Como vingança contra seu marido, ela matou o seu filho. Tereu, enfurecido, perseguiu as duas irmãs, mas, antes de alcançá-las, os deuses metamorfosearam os três: Filomela em rouxinol, Procne em andorinha e Tereu em gavião (Commelin, 2008, p. 250). O rouxinol é referido por Isidoro de Sevilha por seu nome latino luscinĭa. Este autor ressalta que esse termo se associa a seu canto, indicativo do início do nascer do Sol. O nome é derivado do latim lux, lucis, luz, sol (Barney et al., 2006, p. 266). Os rouxinois comuns são pequenas aves muscicapídeas da espécie Luscinia megarhynchos (Brehm, 1831), distribuídas pelo Velho Mundo, a qual foi descrita pelo ornitólogo alemão Christian Ludwig Brehm (1787-1864), em 1831 (Farber, 1982, p. 31). O nome genérico foi atribuído pelo naturalista inglês Thomas Forster (1789-1860), em 1817 (Peterson, 1999). Esse nome origina-se do termo clássico latino luscinĭa, designativo de rouxinol. O nome específico megarhynchos compõe-se do grego mégas, grande, e rhynkhos, bico. Conforme a “Odisseia” (Homero, 1919, 19.518), o rouxinol (do grego aēdōn) associa-se ao mito de Aédona, a filha de Pandareu que acabou matando por engano o próprio
Alimentação Hesíodo relata que, para o homem que pratica a verdadeira justiça, a terra propicia alimentos em abundância; nas montanhas, os carvalhos fornecem suas bolotas e abrigam as abelhas. Os carneiros levam velocinos repletos de lã (Hesíodo, 1914, ll. 225-237). Comparando os dias do mês, destaca os que são bons para os trabalhos com a terra e os mais adequados para a tosquia das ovelhas. Indica também o mais favorável para a castração do javali e dos bois de altos mugidos (Hesíodo, 1914, ll. 790-791). O poeta comenta que no verão é bom usufruir de uma rocha sombreada, de um vinho de Bíblis e do leite mungido de cabras. Ao término dessa estação, as rajadas penetrantes do vento Bóreas farão as feras tremer, até mesmo as que têm o corpo coberto de pelo. Só o tosão das ovelhas, com sua lã abundante, evitará sua penetração (Hesíodo, 1914, ll. 504-515, 2012, p. 115). Carneiro (do grego ὄϊς, őïs [TD 234]) Os caçadores e os pastores tinham a proteção de Pã. Este deus dos bosques e dos campos zelava pela fertilidade dos rebanhos de cabras e de carneiros. Na “Odisseia”, Homero (1919) conta que o ciclope Polifemo aprisionou
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Odisseu e seus companheiros na caverna onde vivia. Esse gigante antropófago, depois de apascentar seu rebanho de carneiros, retornava para sua caverna com os animais. Devido à sua astúcia, o rei de Ítaca conseguiu escapar de Polifemo depois de embriagá-lo e de cegá-lo. Assim que o gigante abriu a caverna para a saída de seus carneiros, Odisseu e seus companheiros fugiram, amarrando-se sob o corpo dos animais (Brandão, 1992, p. 475). Conforme a mitologia, Jasão deveria apoderar-se do velocino de ouro. Este herói grego embarcou com os Argonautas para a Cólquida em busca do tosão e foi bemsucedido em seu intento, com a ajuda da princesa Medeia e sob a proteção da deusa Hera (Houtzager, 2004, p. 154). Os carneiros e as ovelhas são mamíferos bovídeos, da espécie Ovis aries Linnaeus, 1758, domesticados e criados em todos os continentes do globo (Gotch, 1995, p. 652). O nome genérico Ovis é um clássico latino que significa carneiro, ovelha; o nome específico aries também tem o significado de carneiro. O termo carneiro foi mencionado por Homero (1920, 1919), na “Ilíada” (24.125) e na “Odisseia” (4.764). Seu termo conexo latino é ovis, carneiro, ovelha, citado por Ovídio (s. d., Fast, 1.588) e por Plínio (1906, HN, 30.148). Entre os termos correlatos que contêm ois como elemento de composição, incluem-se: 1) Oioceros: gênero de mamíferos bovídeos, extintos, cujos fósseis foram encontrados na Eurásia e na África (Chen, 1988). O nome genérico compõese do grego őïs e kéras, corno, chifre; 2) Pseudois: gênero de mamíferos bovídeos, encontrados na China e no Himalaia. O nome genérico desses bovídeos compõe-se do grego pseudés, falso, e ois, com referência ao fato de que algumas características anatômicas desses animais, tais como a forma dos chifres e o tipo de cauda, tornam-nos mais semelhantes a caprinos do que a ovinos (Gotch, 1995, p. 652).
vivo. Este herói conseguiu aprisionar e apoderar-se dessa criatura, completando, assim, mais um de seus doze trabalhos (Commelin, 2008, p. 219). Os javalis, também conhecidos como porcos selvagens, são mamíferos suídeos, nativos da Eurásia, mas encontrados em outras regiões, inclusive no Brasil. Eles serviam, eventualmente, como alimento para os gregos antigos (Day, 2001, p. 70). O nome científico da espécie (Sus scrofa Linnaeus, 1758) foi atribuído por Lineu, em 1758. Seu nome genérico é clássico e origina-se do latim sūs, porco; o nome específico, também de origem latina, scrōfa, significa porca (Gotch, 1995, p. 629). O termo javali, porco selvagem, foi referido na “Ilíada” (Homero, 1920, 17.725). Aristóteles (2006, HA, 505a) mencionou esse termo como um tipo de peixe marinho; seu conexo latino aper, aprī, porco selvagem, javali, foi citado por Plínio (1906, HN, 11.160) e por Ovídio (s. d., Met, 4.723). São exemplos de termos correlatos que incluem o elemento de composição capro: 1) Capromys: gênero de mamíferos roedores, capromiídeos, encontrados em Cuba. Esse nome genérico compõe-se do grego kápros, e mys, rato, camundongo, pelo fato de se assemelhar aos javalis em algumas características, tais como cor, pelagem e modo de correr (Gotch, 1995, p. 565); 2) Percina caprodes (Rafinesque, 1818): espécie de peixes percídeos, dulcícolas, encontrados nos Estados Unidos e no Canadá (NatureServe, 2013). Seu nome genérico origina-se do latim percina, pequena perca; seu nome específico provém do grego kápros e ōdēs, sufixo indicativo de semelhança; semelhante aos peixes do gênero Capros (Brown, 1956, p. 413). Cabra (do grego αἴξ, aíx, aigós [TD 585]) Na “Odisseia”, Homero (1919) mencionou o rebanho de carneiros e de cabras do ciclope Polifemo (Lonsdale, 1979). Isidoro de Sevilha caracterizou o bode como um animal lascivo e sempre pronto para o acasalamento. Os bodes selvagens vivem em locais montanhosos altos e escarpados, onde mantêm-se protegidos, pois não são vistos pelos humanos (Barney et al., 2006, p. 247).
Javali (do grego κάπρος, kápros [TD 790]) Na Arcádia, um javali gigantesco que vivia no alto do monte Erimanto, devastava as terras cultivadas dessa região. O rei Euristeu incumbiu Héracles de capturá-lo
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As cabras e os bodes são mamíferos bovídeos que pertencem à subespécie Capra aegagrus hircus (Linnaeus, 1758). A espécie foi descrita por Lineu, em 1758, com o nome de Capra hircus. O nome genérico Capra é clássico, provindo do latim capra, cabra; o nome específico origina-se do grego aigagros, cabra selvagem; de aíx, aigós, cabra, bode, e ágrios, selvagem; o nome hircus do trinômio subespecífico provém do latim hircus, bode (Brown, 1956, p. 371; Gotch, 1995, p. 650). O termo cabra foi mencionado por Aristóteles (2006, HA, 488a), que o empregou para designar uma ave aquática semelhante ao ganso; seu conexo latino capra foi citado por Ovídio (s. d., Fast, 3.443) e por Plínio (1906, HN, 11.151). O termo latino caper significa bode. Plínio (1906, HN, 11.51) também mencionou o termo como um tipo de peixe. De vários correlatos em que se incluem aíx, aigós (ego) como elementos de composição, podemos exemplificar os seguintes: 1) egofagia: prática de comer carne de cabra; do grego aigophágos, que se alimenta de cabras; do grego aíx, aigós e phagō, eu como; egófago; 2) egofonia: som semelhante ao balido de uma cabra, revelado na auscultação de indivíduos acometidos por derrames pleuríticos; do grego aíx, aigós; phōné, voz, e ía, sufixo indicativo de condição, estado (Stedman, 1979, p. 433); 3) egopódio: planta apiácea do gênero Aegopodium, encontrada em regiões temperadas da Eurásia; do grego aíx, aigós e poús, podós, pé; podagrária (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 9).
Hesíodo menciona os cuidados que o camponês deve ter no mês invernoso, duro para os animais e para os homens. Logo depois de completados sessenta dias invernais após o solstício, a lamentosa andorinha aparecerá bem no início da primavera. Então, antes que ela venha, é melhor podar as videiras (Hesíodo, 1914, ll. 54-570). Cigarra (do grego τέττιξ, téttix, téttigos [TD 582]) Consagrada a Apolo, a cigarra tinha seu canto adorado pelos gregos. Conforme a mitologia, Êunomo era tocador de cítara; quando estava cantando e tocando em uma competição, uma das cordas de seu instrumento rompeu-se; uma cigarra, porém, substituiu com seu canto a nota da corda rompida, propiciando a vitória a Êunomo. Na mitologia, a cigarra tem simbolizado a ressurreição e a imortalidade (Egan, 2017). As cigarras são insetos hemípteros cicadídeos, que se incluem em vários gêneros. Um deles é Cicada, cujos representantes encontram-se distribuídos pelo Velho Mundo. O nome genérico foi atribuído a esses insetos por Lineu, em 1758 (ITIS, 2011). O termo cigarra foi mencionado por Aristóteles (2006, HA, 532b); seu conexo latino cicada foi citado por Ovídio (s. d., Ars, 1.271) e por Plínio (1906, HN, 11.92). Alguns termos correlatos em que téttix entra como elemento de composição são exemplificados a seguir: 1) Circotettix: gênero de insetos ortópteros, acridídeos, encontrados nos Estados Unidos e no Canadá (Bugguide, 2003-2017). O nome genérico compõe-se do grego kírkos, círculo, anel, um tipo de falcão, e téttix; 2) Paratettix: gênero de insetos ortópteros, tetigídeos, encontrados na Índia e nos Estados Unidos; estes insetos são vulgarmente conhecidos por gafanhotos pigmeus; do grego pará, ao lado de, e téttix (Yong & Perez-Gelabert, 2014); 3) tetigoniídeos: família de insetos ortópteros distribuídos por quase todos os continentes; neste grupo, incluem-se os insetos vulgarmente denominados de esperanças. O nome da família deriva do termo genérico Tettigonia, originado do grego tettigonion, pequena
Estações Hesíodo relata que o verão é marcado pelo florescimento do escólimo e pelo estridular da cigarra, que, pousando em uma árvore, produz continuamente seu canto ruidoso (Hesíodo, 2012, p. 121). O poeta ensina que o camponês poderá arar a terra mais tarde, quando o cuco cantar pela primeira vez (Hesíodo, 1914, ll. 479492). Assim que ouvir a voz do grou que garrula ano após ano do alto das nuvens, saberá que este é o sinal para a aradura, indicando a estação do inverno chuvoso (Hesíodo, 1914, ll. 448-457).
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cigarra (Allaby, 2009, p. 629); 4) Tettigomyces: gênero de fungos Ascomycota, parasitas de insetos ortópteros; são encontrados na África e na região indo-malaia (Thaxter, 1915); esse nome genérico compõe-se do grego téttix, téttigos e mykēs, fungo (Williams, 2005, p. 129).
chão, vivendo em regiões de deserto; do grego gê, terra, e kókkyx (Gotch, 1995, p. 295). Grou (do grego γέρανος, géranos [TD 448]) Ave consagrada ao deus Apolo, o grou representava o arauto da primavera e da luz. Os pigmeus, um povo de anões que vivia nas fontes do rio Nilo ou na Índia, precisavam usar armas para defender seus campos de cereais contra essas aves, que migravam para suas terras na estação do inverno (Bulfinch, 2006, p. 174). Há muitas lendas relacionadas aos grous. Uma delas refere-se a Palamedes, um herói da guerra de Troia que inventou diversas letras do alfabeto grego a partir de observações das formações dessas aves, desenvolvidas durante seu voo. Por isso, são, algumas vezes, denominadas de ‘aves de Palamedes’ (Johnsgard, 1983). Os grous são aves gruídeas, encontradas na Eurásia e na América do Norte. O grou-comum pertence à espécie Grus grus (Linnaeus, 1758), descrita por Lineu, em 1758, com o nome original de Ardea grus. O nome atual dessa espécie é um tautônimo (do grego tautó, o mesmo, e ónoma, nome), com o termo latino grūs aplicado aos nomes genérico e específico. O nome genérico Ardea, utilizado como nome original, provém do latim ardea, garça (Gotch, 1995, p. 253; Jobling, 2010, p. 179). O termo grou foi referido por Homero (1920), na “Ilíada” (3.3), e por Aristóteles (2006, HA, 488a); o termo latino conexo é grūs, grŭis, o grou, uma ave grande. Ovídio (s. d., Met, 6.92) e Plínio (1906, HN, 10.58) mencionaram o termo latino. Vários termos correlatos possuem geranos como elemento de composição, incluindo-se os seguintes: 1) gerânio: planta herbácea ou arbustiva de regiões temperadas e tropicais; seu nome vulgar, entre outros, é bico-de-grou; seu nome é derivado do grego geránion, de géranos, pela semelhança de seu carpelo com o bico de um grou (Stearn, 1992, p. 150); 2) Geranoaetus: gênero de aves accipitrídeas, encontradas em regiões neotropicais (Lepage, 2018); o nome genérico compõe-se do grego géranos e aetós, águia; 3) Geranomyia: gênero de insetos dípteros,
Cuco (do grego κόκκυξ, kókkyx, kókkygos [TD 486]) Conforme a mitologia, Zeus apareceu para Hera metamorfoseado como um cuco congelado. Hera apiedou-se da ave e, para aquecê-la, colocou-a junto a seus seios; imediatamente, o pássaro voltou à forma humana de Zeus, que violentou Hera. A fim de que a deusa não vivesse em vergonha, Zeus insistiu para que ela fosse sua esposa (Atsma, 2000-2017b). Os cucos são encontrados no Velho Mundo. Estas aves cuculídeas incluem-se no gênero Cuculus, no qual há diversas espécies migratórias e parasitas de ninhos de outras aves. O nome genérico Cuculus foi atribuído por Lineu, em 1758 (Gotch, 1995, p. 294). O termo cuco refere-se ao pássaro e também indica um tipo de peixe marinho mencionado por Aristóteles (2006, HA, 535b). Admitia-se que esse peixe era capaz de produzir um som semelhante ao da ave. Os termos conexos latinos de kókkyx são coccȳx, coccȳgis e cucūlus, que foram mencionados por Plínio (1906, HN, 28.156). Dos vários termos correlatos que contêm esse elemento de composição, podemos indicar os seguintes: 1) coccicefalia: deformidade anatômica em que a cabeça se assemelha a um bico; do grego kókkyx e kephalḗ, cabeça; 2) coccigodinia: dor no osso cóccix; do grego kókkyx e odynē, dor (Dorland, 1988, p. 352); 3) cóccix: osso da porção terminal da coluna vertebral, formado pela fusão de quatro vértebras. O termo provém do grego kókkyx e foi provavelmente aplicado ao osso por Herófilo (c. 335- c. 280 a.C.), médico grego que deve ter associado a forma do osso à do bico do cuco (Taylor, 2017, p. 46); 4) Geococcyx: gênero de aves cuculiformes, cuculídeas, encontradas nas Américas do Norte e Central; estas aves, embora sejam capazes de voar, preferem passar boa parte do tempo no
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Limoniidae, encontrados nas regiões Neotropical, Paleártica e Afrotropical (Lantsov, 2015); o nome genérico compõe-se do grego géranos e myīa, mosca.
substância química (Flood, 1960, p. 88); 3) quelidonomorfa: ave do grupo das andorinhas ou que se assemelha a elas; do grego chelidṓn e morphé, forma, aspecto.
Andorinha (do grego χελιδών, chelidṓn [TD 568]) Segundo a mitologia, a andorinha é um pássaro consagrado à deusa Afrodite e também aos deuses guardiões dos lares (deuses domésticos). Usualmente, essa ave construía seu ninho no telhado das casas (Newell, 1845, p. 102). Isidoro de Sevilha refere-se à andorinha como um pássaro que elabora muito bem os seus ninhos, cuidando zelosamente dos filhotes. O hirundo, além disso, é dotado de certa intuição, pois abandona os telhados que vão cair (Barney et al., 2006, p. 268). As andorinhas são aves hirundinídeas, do gênero Hirundo, incluindo espécies cujos representantes encontram-se, fundamentalmente, no Velho Mundo (Gotch, 1995, p. 369). O nome genérico destes pássaros foi atribuído por Lineu, em 1758, sendo um termo clássico, originando-se do latim hirundō, andorinha. Este termo foi referido por Homero (1919), na “Odisseia” (21.411). Aristóteles (2006, HA, 535b) o mencionou como andorinha do mar, um tipo de peixe voador. O conexo latino hirundō é nome atribuído a certos pássaros, incluindo-se as andorinhas e alguns tipos de martins. Esse termo foi também citado por Virgílio (s. d., G, 1.377) e por Plínio (1906, HN, 10.93). Há vários termos correlatos que incluem o elemento de composição chelidṓn, entre os quais podem ser citados: 1) quelidônias: plantas papaveráceas, encontradas na Eurásia e na América do Norte; esse nome origina-se do latim chelīdonĭa, a planta celidônia; do grego chelidṓn, em alusão ao aparecimento das andorinhas, coincidindo com a época de floração da planta (Hyam & Pankhurst, 1995, p. 104); 2) quelidonina: composto de natureza alcaloide extraído da planta quelidônia (Chelidonium majus L.); ele inibe a atividade da colinesterase, enzima envolvida com a decomposição de acetilcolina (Cahlíková et al., 2010); do latim chelīdonĭa, a planta, e ínus; do grego inos, ina, que pertence a, sufixo indicativo de
CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao longo de toda a narrativa do poema didático “Os trabalhos e os dias”, Hesíodo aconselha o camponês sobre práticas de agricultura de seu cotidiano e comenta a respeito de religião e de família. O poeta mescla mitos e fábulas com preceitos morais, enaltece o trabalho honesto e reprova, com veemência, o ócio, a discórdia, os juízes injustos e a usura. Várias plantas e animais mencionados no poema de Hesíodo foram de grande importância na vida do homem do campo, uma vez que compunham itens de sua alimentação diária. Além disso, foram, em geral, associados a alguns aspectos das virtudes e dos defeitos citados neste artigo. Assim, a azinheira, o olmo e o loureiro eram fundamentais para a construção de peças do arado, um elemento importante do trabalho do camponês. A férula foi usada para ocultar o fogo dos céus, roubado por Prometeu. Hesíodo refere-se à justiça quando conta uma fábula cujos protagonistas são um falcão e um rouxinol; os peixes e as feras, segundo o poeta, não vivem conforme as regras de moralidade seguidas pelos humanos, pois devoram-se uns aos outros (Roman & Roman, 2010, p. 518). Nos campos, o trabalho incessante dos bois, dos mulos e das abelhas contrasta com a preguiça dos zangãos. Os carneiros e as cabras fornecem carne e leite; o cão protege o dono e o seu alimento contra ladrões; as cigarras, as andorinhas e os grous, com seu canto, anunciam as mudanças de estações (Rosen, 1990). Os fitônimos e zoônimos que constam de “Os trabalhos e os dias” constituem uma pequena amostra entre os muitos outros que foram tratados nas obras de vários autores gregos e romanos da Antiguidade. De um modo geral, deve-se salientar que o conhecimento dos nomes tem importância não somente para linguistas,
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mas também para estudiosos de outros ramos do saber, incluindo-se historiadores, geógrafos, biólogos e médicos. O estudo dos nomes clássicos leva a uma melhor compreensão da história da língua, assim como resgata as tradições históricas e culturais de um povo. Em uma apreciação sucinta deste trabalho, pode-se ressaltar que vários desses nomes, citados no poema de Hesíodo, tais como aráchnē, boûs, drŷs, ichthýs, kýōn e melissa contribuíram com um grande número de derivados para a terminologia científica, em particular, a biológica. Esses termos vieram a constituir os nomes clássicos utilizados pelos naturalistas e cientistas para denominações de vegetais, de animais e de outros organismos. Os termos apreciados onomatologicamente neste trabalho foram, em sua maioria, empregados pelo próprio Lineu. Vários autores utilizaram outros termos e seus derivados, aumentando, assim, o acervo da terminologia biológica, sobretudo a partir do século XVIII. Ao se analisar a nomenclatura da atualidade, uma conclusão final a que se pode chegar é a de que, embora qualquer língua e dialeto atuais estejam contribuindo para a criação de nomes científicos, as línguas clássicas, em virtude de conterem o maior número de elementos de composição da terminologia científica, ainda se mantêm como a fonte mais prolífica de termos biológicos dos dias atuais.
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AGRADECIMENTOS Agradeço a Fernando Dominguez Gonzalez, professor da Faculdade de Medicina da Universidade Santo Amaro, pelas apreciações e sugestões, bem como pelo auxílio na revisão deste artigo.
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Captura do caranguejo-uçá a partir do conhecimento tradicional: perfil socioeconômico e inovação da extração no estado do Rio de Janeiro, Brasil Gathering of the mangrove crab from traditional knowledge: socioeconomic profile and innovation of extraction in Rio de Janeiro State, Brazil Laura Helena de Oliveira CôrtesI, Ana Paula Madeira Di BenedittoI, Camilah Antunes ZappesII I
Universidade Estadual do Norte Fluminense. Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brasil II
Universidade Federal Fluminense. Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro, Brasil
Resumo: O presente estudo descreve uma inovação local (‘ratoeira’) utilizada na comunidade de Gargaú, costa norte do estado do Rio de Janeiro, para captura comercial do caranguejo-uçá [Ucides cordatus (Linnaeus, 1763)] no manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul. A coleta de dados foi realizada entre abril e maio de 2016, a partir de 30 entrevistas etnográficas com catadores da comunidade e de observações em campo. Na área de estudo, a extração do caranguejo-uçá é realizada através dos métodos de ‘braceamento’, ‘mão’, ‘redinha’ e, mais recentemente, da ‘ratoeira’, que é uma inovação local para a captura de U. cordatus, utilizada com essa finalidade desde 2013. Esse artefato é uma armadilha que consiste de um alçapão confeccionado em plástico e madeira. Ela captura os animais vivos, permitindo a seleção de sexo e de tamanho dos caranguejos-uçá para comercialização. Os métodos não tradicionais de extração utilizados na região, como a ‘ratoeira’ e a ‘redinha’, devem estar associados a estratégias de manejo local, para minimizar seus possíveis impactos sobre a população capturada para fins comerciais. Palavras-chave: Crustáceos. Armadilha. Catadores tradicionais. Norte fluminense. Abstract: This study describes a local cultural innovation (‘ratoeira’ or rat-trap) used in the community of Gargaú, northern Rio de Janeiro State, for commercial gathering of the mangrove crab [Ucides cordatus (Linnaeus, 1763)] in mangrove forest of the Paraíba do Sul River estuary. Data collection was done between April and May 2016 from 30 ethnographic interviews conducted with crab gatherers and field observations. In the study area, mangrove crab gathering is done by ‘redinha’ or net method, ‘braceamento’ or arm method, and ‘mão’ or hand method, and more recently by ‘ratoeira’ or rat-trap. The ‘ratoeira’ is a local innovation to U. cordatus gathering that has been used since 2013. This artifact is a trap consisting of a trap door made of plastic and wood. The ‘ratoeira’ catches live animals, allowing sex and size selection of mangrove crabs for commercialization. The local non-traditional gathering methods of mangrove crabs, such as ‘ratoeira’ and ‘redinha’, should be considered with local management strategies to minimize their impact on population harvested for commercial purposes. Keywords: Crustaceans. Trap. Traditional gatherers. Northern fluminense.
CÔRTES, L. H. O., A. P. M. DI BENEDITTO & C. A. ZAPPES, 2018. Captura do caranguejo-uçá a partir do conhecimento tradicional: perfil socioeconômico e inovação da extração no estado do Rio de Janeiro, Brasil. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 45-55. Autora para correspondência: Camilah Antunes Zappes. Universidade Federal Fluminense. Programa de Pós-Graduação em Geografia. Instituto de Ciências da Sociedade e Desenvolvimento Regional. Laboratório de Geografia Física. Rua José do Patrocínio, 71 – Centro. Campos dos Goytacazes, RJ, Brasil. CEP 28010-385 (camilahaz@yahoo.com.br). Recebido em 10/10/2017 Aprovado em 26/03/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Captura do caranguejo-uçá a partir do conhecimento tradicional: perfil socioeconômico e inovação da extração no estado do Rio de Janeiro, Brasil
INTRODUÇÃO Sociedades humanas e animais mantêm uma relação ancestral, construída ao longo de milênios, o que permitiu o desenvolvimento dos modos de uso da fauna local por comunidades tradicionais (Alves, 2012; Alves & Souto, 2015). Pesquisas etnozoológicas são geralmente baseadas nas relações que envolvem questões de conservação, de socioeconomia e de cultura (Alves, 2012). Tais estudos mostram-se relevantes, pois permitem aos pesquisadores compreender a relação do homem com a fauna e, a partir disso, possibilita o trabalho com ações de conservação (Alves, 2012). No Brasil, pesquisas que envolvem comunidades tradicionais e recursos faunísticos de manguezal, como os caranguejos, são realizadas em grande parte da costa do país (Alves, 2012; Alves & Nishida, 2002; Nordi et al., 2009; Côrtes et al., 2014a; Nascimento et al., 2016). Os manguezais são ecossistemas costeiros que ocorrem em regiões tropicais e temperadas quentes, dominados por espécies lenhosas, sendo caracterizados pela elevada amplitude de marés e por disponibilidade de nutrientes (Feller et al., 2010). Esses ecossistemas ocupam cerca de 150.000 km2 em todo mundo e possuem função econômica associada ao fornecimento de alimentos, de madeira, de corantes e de medicamentos (Feller et al., 2010; Spalding et al., 2010; Giri et al., 2011). O caranguejo-uçá [Ucides cordatus (Linnaeus, 1763)] é a principal espécie de crustáceo extraída comercialmente nos manguezais brasileiros (Alves & Nishida, 2002; Fiscarelli & Pinheiro, 2002; Capistrano & Lopes, 2012). A sua captura ocorre ao longo de toda costa, com cadeias produtivas estruturadas em torno de sua comercialização (Dias-Neto, 2011; Côrtes et al., 2014b; Nascimento et al., 2016). Com o aumento do número de catadores nos manguezais brasileiros, vem ocorrendo a substituição de métodos de captura tradicionais por não tradicionais e mais eficientes. Isso leva à redução dos estoques de caranguejouçá, interferindo negativamente sobre as comunidades que dependem dessa atividade extrativa para subsistência (Nordi et al., 2009; Nascimento et al., 2012).
A portaria n. 52, de 30 setembro de 2003, do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA) regulamenta a extração do caranguejo-uçá nas regiões Sul e Sudeste do Brasil (18º S - 28º S). Esta portaria estabelece o período de defeso anual da espécie e a largura mínima de carapaça dos animais capturados, proibindo a captura e a comercialização de fêmeas ovígeras e de partes do corpo do animal durante todo ano, bem como a utilização de quaisquer artefatos, armadilhas e produtos químicos para a captura do caranguejo-uçá em qualquer época do ano (Brasil, 2003a). O estado do Rio de Janeiro produz 46 t/ano de caranguejo-uçá, representando 45% da produção total do Sudeste do Brasil (Dias-Neto, 2011). No norte do estado, a captura da espécie para fins comerciais é praticada pelas comunidades de Gargaú e Atafona, com maior representatividade para a primeira comunidade (Côrtes et al., 2014a, 2014b). Ambas situam-se no entorno do manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul, que tem área aproximada de 800 ha (Bernini, 2008). Os métodos empregados na captura desta espécie pelos catadores de Gargaú são ‘braceamento’, ‘mão’ e ‘redinha’ (Côrtes et al., 2014a). Em áreas do Nordeste do país, são descritas técnicas de captura por armadilhas como ‘redinha’ e ‘ratoeira’ (Alves et al., 2005; Barboza et al., 2008; Nascimento et al., 2011, 2016, 2017). No entanto, para o norte do estado do Rio de Janeiro esta é a primeira descrição do desenvolvimento de uma inovação local voltada à captura comercial da espécie. Assim, o objetivo do presente estudo é descrever uma inovação local (‘ratoeira’) utilizada na comunidade de Gargaú, costa norte do estado do Rio de Janeiro, para a captura comercial do caranguejo-uçá [Ucides cordatus (Linnaeus, 1753)] no manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul.
MATERIAL E MÉTODOS ÁREA DE ESTUDO O estudo foi desenvolvido na comunidade de Gargaú (21° 36’ S; 41° 03’ W), município de São Francisco de
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Itabapoana, localizado no estuário secundário do rio Paraíba do Sul (Figura 1). Nesta comunidade está sediada a colônia de pescadores Z-1, com 1.375 associados registrados como pescadores e 50 como catadores de caranguejo. A extração do caranguejo-uçá é exercida como principal atividade econômica para a maior parte dos catadores, mas também pode ser fonte de renda complementar (Côrtes et al., 2014b).
foi utilizado questionário-padrão, composto por questões abertas, subdividido em duas categorias: 1) perfil socioeconômico dos entrevistados (sexo; idade; renda mensal per capita e familiar derivada da comercialização do caranguejo-uçá; proporção de renda per capita e domiciliar derivada da comercialização do caranguejouçá; e recebimento de benefícios sociais) e 2) extração do caranguejo-uçá (incluindo os métodos de captura utilizados, modo de utilização da ‘ratoeira’, seu custo de produção e as vantagens de sua utilização). A coleta de dados qualitativos foi realizada por meio de amostragem intencional, na qual os participantes da pesquisa foram selecionados de acordo com critérios pré-determinados (Patton, 1990): ser catador de caranguejouçá e atuar no manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul.
COLETA E ANÁLISE DE DADOS Entre os meses de abril e maio de 2016, foram coletadas informações socioeconômicas dos catadores e relatos sobre os métodos de extração do caranguejo-uçá na região por meio de 30 entrevistas etnográficas (o que representa 60% dos catadores em atuação na região) e de observações em campo. Para a realização das entrevistas,
Figura 1. Localização da comunidade de Gargaú e do estuário do rio Paraíba do Sul, norte do estado do Rio de Janeiro.
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Captura do caranguejo-uçá a partir do conhecimento tradicional: perfil socioeconômico e inovação da extração no estado do Rio de Janeiro, Brasil
Tabela 1. Faixa etária dos catadores de caranguejo-uçá entrevistados na comunidade de Gargaú, costa norte do estado do Rio de Janeiro.
A seleção do primeiro entrevistado foi realizada pela amostragem oportunista de um membro da comunidade que havia colaborado em pesquisas anteriores (Côrtes et al., 2014a, 2014b). Os demais participantes também foram selecionados por abordagem oportunista ou por meio do método ‘bola de neve’, em que um entrevistado indica outros potenciais respondentes na comunidade, formando uma rede de informações (Bailey, 1982). Para a realização das entrevistas, foi solicitada a emissão de anuência prévia à presidente da colônia de pescadores Z-1, representante legal desta categoria profissional na região. O documento autoriza a condução de estudos que tratam do conhecimento tradicional de comunidades (Azevedo, 2005; Brasil, 2015). Antes de cada entrevista, os objetivos da pesquisa e a condição de anonimato foram informados aos entrevistados, os quais foram consultados quanto ao aceite em participar do estudo (Librett & Perrone, 2010).
Faixa etária
Número de entrevistados
%
20-30
2
7
31-40
6
20
41-50
12
40
51-60
9
30
Acima de 60
1
3
Total
30
100
Em geral, a pesca artesanal praticada na região é realizada com predominância do sexo masculino (Zappes et al., 2016). Assim, o aumento da proporção de homens nesta atividade demonstra a necessidade de incremento da renda mensal por meio da diversificação das atividades pesqueiras, levando-os a participarem de tarefas que antes eram praticadas prioritariamente pelas mulheres da comunidade (Côrtes et al., 2014b). O intervalo de faixa etária dos catadores demonstra a renovação da população que atua na extração do caranguejo-uçá na comunidade, visto que, em 2014, a idade destes trabalhadores em atuação variava entre 23 e 76 anos (Côrtes et al., 2014a). A idade inicial na prática extrativa foi semelhante à encontrada por Zappes et al. (2016) para pescadores artesanais do norte do estado do Rio de Janeiro (22 anos). Isso demonstra a transmissão familiar de profissões relacionadas à pesca, prática comum em comunidades tradicionais (Diegues, 2000; Clauzet et al., 2005; Martins, 2008). Os catadores da comunidade são caracterizados por apresentarem baixa escolaridade, com ensino fundamental incompleto. Esse padrão é semelhante ao encontrado em outras regiões brasileiras (Fiscarelli & Pinheiro, 2002; Alves & Nishida, 2003). O baixo nível de escolaridade e a carência de oportunidades de empregos em outros setores da economia local resultam em uma relação de dependência econômica da comunidade com relação às atividades pesqueiras, dificultando a organização administrativa e socioeconômica do local (Alves & Nishida,
RESULTADOS E DISCUSSÃO Entre os 30 entrevistados na comunidade, 53% (n = 16) pertencem ao sexo masculino e 47% (n = 14), ao sexo feminino, com idades entre 20 e 67 anos. A faixa etária mais representativa variou entre 41 e 50 anos (40%, n = 12) (Tabela 1). Em outras áreas de manguezal do país, a predominância de catadores na extração do caranguejouçá é de homens, devido à característica insalubre da atividade, sendo a participação da mulher restrita apenas ao processamento do produto (Fiscarelli & Pinheiro, 2002; Alves & Nishida, 2003; Barboza et al., 2008; Nascimento et al., 2011, 2016; Walter et al., 2012). De acordo com Vergara Filho & Pereira Filho (1995) e Côrtes et al. (2014b), a extração de U. cordatus no norte do estado do Rio de Janeiro era realizada com predominância do sexo feminino, representando uma peculiaridade da região. No presente estudo, homens e mulheres atuam em proporções semelhantes nesta atividade, o que demonstra uma modificação no perfil dos catadores de caranguejo-uçá entre os anos de 2014 e 2016.
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2003; Silva et al., 2007; Alencar & Maia, 2011; Côrtes et al., 2014b). Essa dependência econômica pode induzir a uma pressão ambiental sobre o ecossistema de manguezal e, consequentemente, sobre U. cordatus. Ainda, o reduzido ganho econômico conquistado torna esta atividade tradicional inviável economicamente (Nascimento et al., 2016). Apesar dessa dependência em relação à atividade, filhos de famílias que vivem de recursos pesqueiros não têm escolhido seguir a profissão de pescador/catador artesanal dos pais, devido às condições de trabalho e ao baixo retorno da atividade (Martins, 2008; Oliveira et al., 2016; Zappes et al., 2016). A renda média mensal per capita estimada a partir dos relatos dos catadores da comunidade é de aproximadamente R$ 790,00. Já a renda mensal domiciliar é, em média, de R$ 920,00, e inclui o rendimento de todos os habitantes economicamente ativos no domicílio. No entanto, alguns entrevistados afirmaram ser os únicos provedores da casa. A renda mensal média oriunda da comercialização do caranguejo-uçá é de R$ 613,00, o que equivale a 78% da renda mensal per capita e a 67% da renda mensal domiciliar. A renda mensal per capita domiciliar relatada pelos catadores é inferior às médias nacional (R$ 1.113,00) e estadual (R$ 1.285,00) (IBGE, 2015). Além disso, este dado para a área urbana do município de São Francisco de Itabapoana é de R$ 1.408,00 (IBGE, 2016). Dessa forma, o rendimento obtido com a extração do caranguejo-uçá equivale a 50% das rendas nacional e estadual, e a 44% da renda per capita do município. Isso demonstra a baixa remuneração da atividade e a necessidade de fontes alternativas de renda para a manutenção dos catadores e de seus familiares (Alves et al., 2005). Apesar da extração do caranguejo-uçá ser pouco lucrativa para os trabalhadores, que ainda são marginalizados, por outro lado, o recurso que eles capturam é importante para a culinária do Brasil e apresenta valores elevados na comercialização final (Alves et al., 2005). Isso demonstra uma discrepância comum na cadeia produtiva relacionada às atividades tradicionais,
em que o produtor/explorador obtêm pequena renda, enquanto o consumidor paga valores elevados pelo produto final. A forte dependência econômica per capita e domiciliar da comunidade estimula a renovação da população de catadores em Gargaú. De acordo com Côrtes et al. (2014b), a renda mensal estimada para os catadores locais com a extração do caranguejo-uçá era de aproximadamente R$ 678,00 (valor referente ao salário mínimo nacional vigente em 2014). Esse valor é superior ao obtido no presente estudo e demonstra uma redução no retorno financeiro da atividade ao longo do tempo. A renda mensal dos catadores de caranguejo em outras comunidades extrativas do Brasil é de cerca de um salário mínimo nacional (Barboza et al., 2008; Santa-Fé & Araújo, 2013). Mesmo assim, deve ser observado o período de realização destes estudos e considerada a possibilidade de que o mesmo padrão de diminuição de renda obtida com a atividade pode estar acontecendo ao longo do país, não sendo um fator pontual da região. Apesar do baixo rendimento mensal obtido, a maior parte dos catadores entrevistados está satisfeita e interessada em permanecer na atividade, o que pode estar relacionado à baixa escolaridade, induzindo à falsa sensação de que a extração do caranguejo é uma atividade satisfatória. Nove entrevistados (27%) afirmaram receber benefícios sociais concedidos pelo programa Bolsa Família, do governo federal, no valor de R$ 77,00 mensais por família. O programa foi instituído pelo governo através de lei n. 10.836, publicada em 9 de janeiro de 2004, e tem como finalidade promover o alívio da pobreza, por meio da transferência unificada de renda a famílias em situação de ‘pobreza’ ou de ‘extrema pobreza’ (Brasil, 2004). As famílias classificadas em situação de ‘pobreza’ apresentam renda per capita mensal de até R$ 170,00, enquanto a renda individual de famílias em ‘extrema pobreza’ é de até R$ 85,00 (IBGE, 2016). Os entrevistados da comunidade recebem de acordo com a categoria ‘benefício básico’, segundo o
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decreto n. 8.232/2014, em que R$ 77,00 mensais são destinados às unidades familiares de ‘extrema pobreza’, independente do número de habitantes ou da presença de crianças e de adolescentes no domicílio (Brasil, 2014). A partir de julho de 2016, período posterior ao estudo em questão, o valor do benefício básico do programa foi reajustado para R$ 85,00, por meio do decreto n. 8.794, de 29 de junho de 2016 (Brasil, 2016), o que elevou o valor da renda mensal domiciliar em R$ 8,00. Na comunidade de Gargaú, a extração do caranguejo-uçá é realizada por meio dos métodos ‘redinha’ (n = 26; 45%), ‘mão’ (n = 18; 31%), ‘braceamento’ (n = 11; 19%) e, mais recentemente, ‘ratoeira’ (n = 3; 5%). Cada catador entrevistado pode utilizar mais de um método de captura, o que explica o maior número de respostas (n = 58) em relação ao número total de entrevistados (n = 30). Os métodos ‘braceamento’, ‘mão’ e ‘redinha’, praticados na região, foram detalhados por Côrtes et al. (2014a). Os dados do presente estudo corroboram o levantamento realizado por Côrtes et al. (2014a), indicando o predomínio da ‘redinha’ sobre os demais métodos de captura. A utilização da ‘redinha’ é relatada desde a década de 1990 na região estudada (Vergara Filho & Pereira Filho, 1995), sendo também descrita em outras áreas do país (Nascimento et al., 2011, 2016, 2017).
A ‘ratoeira’ é uma armadilha já utilizada na captura do caranguejo-uçá em outras áreas de manguezal, ao longo da costa brasileira (Ivo & Gesteira, 1999; Nascimento et al., 2012, 2011), mas representa uma inovação local como método direcionado à captura comercial da espécie no manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul, introduzida em 2013 e utilizada desde então. Originalmente, esse método era utilizado na comunidade de Gargaú somente para captura do guaiamum (Cardisoma guanhumi Latreille, 1825), mas a extração comercial desta espécie é realizada de modo pontual (Côrtes et al., 2014a), sofrendo adaptações para a captura do caranguejo-uçá na região. A ‘ratoeira’ consiste de um alçapão em formato de paralelepípedo, confeccionado a partir de pedaços de plástico rígido, provenientes de caixas utilizadas para armazenar gelo e pescado, madeira e uma faixa de borracha, produzida a partir de câmara de pneumático. A armadilha mede 12 cm de altura, 10,5 cm de largura e 26 cm de profundidade (Figura 2). Em geral, ela é posicionada no solo do manguezal, às proximidades de galerias, identificadas pelos catadores como pertencentes aos machos de grande porte da espécie, fechando-se a partir do toque do animal na isca atrativa, aprisionando-o ainda vivo em seu interior. Cubos de abacaxi e de folhas da vegetação de manguezal são colocados no interior do alçapão como iscas, atraindo
Figura 2. ‘Ratoeira’ utilizada pelos catadores da comunidade de Gargaú para captura do caranguejo-uçá (A) e um exemplar da espécie capturado (B). Fotos: Laura Helena de Oliveira Côrtes.
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o caranguejo-uçá para fora de sua galeria e para o interior da ‘ratoeira’. Segundo os entrevistados, o odor do abacaxi é o mais atrativo para o animal. Outros frutos, como laranja e goiaba, já foram testados como isca pelos catadores, mas sem sucesso na atração do animal. Cada catador possui entre 50 e 180 ‘ratoeiras’, que são posicionadas simultaneamente no manguezal, permanecendo assim durante todos os dias da semana. As armadilhas são inspecionadas diariamente in situ, para reposição das iscas e coleta dos caranguejos-uçá capturados. A retirada dos artefatos do manguezal ocorre apenas para a realização de reparos que, quando necessários, são feitos na sede da comunidade. O percentual de catadores que atualmente faz uso deste método na região é baixo. Cerca de 300 ‘ratoeiras’ são utilizadas em simultâneo no manguezal no estuário do rio Paraíba do Sul (800 ha), representando 2,6 ‘ratoeiras’/ha. Quanto maior o número de armadilhas, maior é o esforço e o sucesso de captura do catador a cada dia de trabalho. No entanto, isso também representa maior pressão de exploração sobre o estoque local do caranguejo-uçá. Segundo Alves et al. (2005), a atividade de extração é uma das principais interferências antrópicas sobre U. cordatus. Diante disso, a utilização deste método requer fiscalização e acompanhamento regular, especialmente se houver aumento no número de catadores. De acordo com os catadores entrevistados, a armadilha captura os animais principalmente durante a noite, devido ao maior período de atividade da espécie sobre o solo do manguezal, e pode ser utilizada ao longo de todo ano. Nesse caso, as ‘ratoeiras’ são vistoriadas e os caranguejos-uçá capturados são recolhidos no dia seguinte. Características operacionais semelhantes foram reportadas por Botelho et al. (2000), Magalhães et al. (2011) e Firmo et al. (2012), nos estados de Pernambuco e da Bahia. Furtos das armadilhas ou dos caranguejos-uçá capturados são relatados pelos catadores da comunidade de Gargaú, e isso decorre provavelmente do longo tempo de permanência delas no solo do manguezal sem a supervisão direta dos catadores.
Esse tipo de armadilha é permitido para a captura do guaiamum, sendo utilizado com essa finalidade em diversas comunidades tradicionais ao longo da costa brasileira (Brasil, 2003b; Dias-Neto, 2011; Firmo et al., 2012). No entanto, sua utilização é proibida para a captura comercial do caranguejo-uçá (Brasil, 2003a). Apesar disso, comunidades de catadores de várias regiões do Brasil também fazem uso deste artefato na captura desta espécie (e.g., Pernambuco: Botelho et al., 2000; Ceará: Carvalho & Igarashi, 2009; e Bahia: Magalhães et al., 2011). O custo de cada ‘ratoeira’ varia entre R$ 12,00 e R$ 15,00, mas a armadilha também pode ser confeccionada pelo próprio catador a partir de materiais disponíveis em sua residência ou de materiais de descarte, sem custo nenhum ou a um custo mínimo. Considerando isso e a quantidade de ‘ratoeiras’ utilizadas pelo catador (50 a 180), estima-se um investimento inicial de até R$ 2.700,00 para a execução da atividade extrativa do caranguejo-uçá a partir desse método de captura, o qual chega a ser seis vezes superior ao necessário para a utilização da ‘redinha’, que é o principal método de captura desta espécie no manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul (Côrtes et al., 2014a, 2014b). No entanto, é provável que o investimento para a confecção da armadilha não tenha sido feito de uma só vez, mas gradativamente, à medida que ela se mostrou eficiente. Ainda, pode-se mencionar como vantagem da ‘ratoeira’ em comparação com a ‘redinha’ o fato de os catadores entrevistados terem afirmado que a primeira possui maior durabilidade, exige menor tempo de manuseio durante e após a captura dos animais, não necessita de lavagem diária e tem menor custo de reparo. Além disso, a armadilha captura os caranguejos-uçá durante períodos em que o catador não está presente no manguezal, permitindo que este se dedique a outras atividades de geração de renda. A ‘ratoeira’ captura os caranguejos-uçá vivos e permite que o catador selecione o sexo e o tamanho dos animais que serão comercializados ainda na área de extração, possibilitando a soltura de animais jovens ou de fêmeas ovígeras, por exemplo. Alguns autores afirmam que tal
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seleção também pode ocorrer a partir da utilização da ‘redinha’ (Côrtes et al., 2014a), enquanto outros afirmam que esta técnica não permite tal seletividade (Nascimento et al., 2011). Como não existe fiscalização frequente, não há garantia de que ocorra a soltura de animais cuja comercialização é proibida. Assim como a ‘redinha’, a ‘ratoeira’ é utilizada durante todo ano e não provoca danos físicos aos catadores, diferentemente dos métodos ‘braceamento’ e ‘mão’ (ver detalhes em Côrtes et al., 2014b). Trabalhadores do setor pesqueiro artesanal não são resistentes às mudanças técnicas que envolvem a atividade e, em algumas situações, são obrigados a utilizar métodos considerados como predatórios, a fim de aumentar seu rendimento (Andriguetto-Filho, 2003). A introdução de novos métodos de captura em atividades pesqueiras extrativas pode ocasionar a sobrexplotação das espécies-alvo (Nascimento et al., 2011, 2012), se não houver acompanhamento regular da sua utilização ou caso não sejam adotadas medidas regulatórias adequadas à realidade ambiental e socioeconômica de cada região. Nascimento et al. (2016) relataram que catadores do estuário do rio Mamanguape, estado da Paraíba, estão dispostos a dialogar com órgãos ambientais, a fim de discutir a legislação vigente, que rege as técnicas de coleta do caranguejo-uçá. Esta disponibilidade dos catadores pode estreitar a relação entre os interessados, facilitando, dessa maneira, a incorporação de ações de manejo no cotidiano da extração (Nascimento et al., 2016). A incorporação de novas tecnologias pode induzir à perda de parte do conhecimento tradicional associado à extração do recurso, já que a próxima geração de catadores não precisa se aprofundar no conhecimento sobre a espécie para obter sucesso de coleta (Nascimento et al., 2011). Desta maneira, métodos não tradicionais de extração do caranguejo-uçá, como a ‘ratoeira’ e a ‘redinha’, devem ser utilizados juntamente com estratégias de manejo local, com o intuito de minimizar seus possíveis impactos sobre a população capturada para fins comerciais, tais como a seleção dos animais capturados que serão comercializados,
a rotação espacial e/ou temporal das áreas de extração no manguezal e a limitação do esforço de pesca ou de cotas de captura para cada um desses métodos. Ainda, mostra-se importante a participação e a valorização do conhecimento tradicional das comunidades em ações decisivas sobre o uso de recursos de fauna, como o caranguejo-uçá (Alves et al., 2005; Nordi et al., 2009). Portanto, é necessário que ocorra modificação na legislação, a fim de permitir o uso de armadilhas específicas a cada região, bem como deve haver fiscalização, a qual precisa ser educativa e frequente. A junção de uma legislação bem definida, de fiscalização assídua e de ações de manejos local e técnico-científico pode tornar mais efetivas possíveis soluções para evitar a sobrexplotação.
AGRADECIMENTOS À presidente da colônia de pescadores Z-1, Diviane Santos das Chagas Barreto, pela anuência para a realização deste estudo; aos catadores de caranguejo-uçá da comunidade de Gargaú, pela concessão das entrevistas; a Sérgio Carvalho Moreira, pela elaboração do mapa. A primeira autora agradece à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão de bolsa de doutorado. A segunda autora agradece ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) (301.405/13-1) e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) (E-26/201.161/2014), pelo fomento à pesquisa. A terceira autora agradece ao CNPq (400053/2016-0) e à FAPERJ (E-26/203.202/2016), pelo fomento à pesquisa. REFERÊNCIAS ALENCAR, C. A. G. & L. P. MAIA, 2011. Perfil socioeconômico dos pescadores brasileiros. Arquivos de Ciências do Mar 44(3): 12-19. ALVES, R. R. N., 2012. Relationships between fauna and people and the role of ethnozoology in animal conservation. Ethnobiology and Conservation 1(2): 1-69. DOI: <http://dx.doi.org/10.15451/ ec2012-8-1.2-1-69>. ALVES, R. R. N. & A. K. NISHIDA, 2002. A ecdise do caranguejouçá, Ucides cordatus l. (Decapoda, Brachyura) na visão dos caranguejeiros. Interciência 27(3): 110-117.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 57-65, jan.-abr. 2018
In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae) Propagação in vitro e aclimatação de plântulas de Caesalpinia ferrea Mart., uma valiosa planta medicinal na Amazônia (Fabaceae) Daniel da SilvaI, Angela Maria ImakawaI, Flavio Mauro Souza BrunoII, Suely de Souza CostaII, Paulo de Tarso Barbosa SampaioII I II
Universidade do Estado do Amazonas. Manaus, Amazonas, Brasil
Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Manaus, Amazonas, Brasil
Abstract: The objective of this work was to establish a protocol for the rapid in vitro multiplication of Caesalpinia ferrea Mart., aimed at genetic selection and in vitro germplasm conservation. Seeds treated in different sodium hypochlorite solution concentrations were inoculated in Murashige and Skoog (MS) culture medium and maintained in a growth room. After 30 days, sodium hypochlorite at 0.25% concentration resulted in 96.67% survival and 90% germination of the seeds. In the explants multiplication phase three types of medium culture were evaluated supplemented with cytokinins and auxins in different concentrations and combinations. The addiction of 0.1 mg·L-1 Benzylaminopurine (BAP) and 0.1 mg·L-1 Indole butyric acid (IBA) induced 100% of explants with shoots and 32% with root formation, while a complete absence of callus was found. It was observed that 90% of explants derived from the buds developed shoots with 2.73 cm and greater multiplication rate (10.06). The seedlings obtained from in vitro multiplication were acclimated without the presence of roots in different types of substrate. After 60 days, soil substrate was most indicated for acclimatization, showing 63.33% of healthy and uniform plants. In vitro propagation of C. ferrea allows the establishment and multiplication of in vitro seedlings from nodal segments and axillary buds. Keywords: Biotechnology. Conservation. Cell regeneration. Plant multiplication. Resumo: O objetivo deste trabalho foi estabelecer um protocolo para a rápida multiplicação in vitro de Caesalpinia ferrea Mart., visando o melhoramento genético e a conservação in vitro de germoplasma. As sementes tratadas com diferentes concentrações de hipoclorito de sódio foram inoculadas em meio de cultura Murashige e Skoog (MS) e mantidas em sala de crescimento. Após 30 dias, a concentração de 0,25% de hipoclorito de sódio resultou em 96,67% de sobrevivência e em 90% de germinação das sementes. Na fase de multiplicação dos explantes, foram avaliados três tipos de meios de cultura, suplementados com diferentes concentrações e combinações de citocininas e auxinas. A adição de 0,1 mg·L-1 de 6-benzilaminopurina (BAP) e 0,1 mg·L-1 de ácido indol-3-butírico (AIB) ao meio MS induziu 100% de explantes com brotações e 32% com formação de raízes, sendo constatada ausência total de calos. Foi observado que 90% dos explantes originados das gemas desenvolveram brotos com 2,73 cm de altura e maior taxa de multiplicação (10,06). As plântulas provenientes da multiplicação in vitro foram aclimatadas sem a presença de raízes em diferentes tipos de substratos. Após 60 dias, o substrato terra foi o mais indicado para a aclimatação, apresentando 63,33% de plantas sadias e uniformes. A propagação in vitro de C. ferrea permite o estabelecimento e a multiplicação de plântulas a partir de segmentos nodais e de gemas axilares. Palavras-chave: Biotecnologia. Conservação. Regeneração celular. Multiplicação vegetal.
SILVA, D., A. M. IMAKAWA, F. M. S. BRUNO, S. S. COSTA & P. T. B. SAMPAIO, 2018. In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 57-65. Autor para correspondência: Daniel da Silva. Universidade do Estado do Amazonas. Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia – Bionorte. Avenida Carvalho Leal, 1777. Edifício Anexo, 4º andar – Cachoeirinha. Manaus, AM, Brasil. CEP 69065-001 (ds.dbb@uea.edu.br). Recebido em 15/05/2017 Aprovado em 07/11/2017 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae)
INTRODUCTION The Amazon region presents a rich flora with an immense variety of therapeutic plant species. Among the numerous families of plants found in the Amazon the family Fabaceae stands out with Caesalpinia ferrea Mart., a species commonly known as ironwood (Lorenzi & Matos, 2002). It is a medicinal plant used by the population of the Brazilian north and northeast, as a tea made from the powdered bark that is used to treat wounds, fever, relieve chronic cough, and lung conditions. It acts against anemia and diabetes with good results, which stimulates interest in biotechnological and pharmacological studies of this species (Roque et al., 2010). Studies with C. ferrea performed by Nozaki et al. (2007) and Ohira et al. (2013) identified anticancer activity of the active substance ‘Pau ferrol’ against human topoiosomerase II, which inhibited cell growth by induction of apoptosis, and it can be used as an important tool in the treatment of human HL60 leukemia. The extraction activities practiced by people in natural populations of C. ferrea contributed to the genetic erosion and loss of valuable genotypes of this species (Benedito et al., 2012). Therefore, it is necessary to improve the propagation methods aimed at selection or commercial planting programs. The micropropagation technique allows the multiplication of high quality and physiologically rejuvenated propagules in short time with phytosanitary guarantee and genetic stability of plantlets (Gao et al., 2010; Morais et al., 2012; Carvalho et al., 2013). Thus, this study aimed to establish a methodology for in vitro propagation of C. ferrea, as well as for its conservation and rapid multiplication, making it available in the future for the development of phytotherapics by the sustainable use of this species.
at the Seed Bank of the Microbiology and Soil Fertility Laboratory of the National Institute of Amazonian Research (INPA), and the plant exsiccate is deposited in the INPA Herbarium under number 228.022. The explants were kept in a growth room with temperature of 25 ± 2 °C and 16 h of photoperiod with light intensity of 52 μmol·m-2s-1, under two cool white fluorescent lamps (GE.85W). The culture media basal salts, Murashige and Skoog (MS) (Murashige & Skoog, 1962), B5 Gamborg (B5) (Gamborg et al., 1968), and Wood Plant Medium (WPM) (Lloyd & McCown, 1981), were supplemented with vitamins and 30 g·L-1 sucrose, solidified with 7 g·L-1 agar, except the WPM supplemented with 20 g·L-1 sucrose, and all were supplemented with specified plant growth regulators in each experiment. The pH was adjusted to 6.0. The seeds of C. ferrea were scarified at the opposite side of the hilum using an emery stone in order to break the dormancy and to allow seed water imbibition. After scarification, the seeds were sterilized by washing with neutral detergent and rinsing in tap water for one minute. They were immersed in Carbendazim (2.0% v/v) fungicide solution for one hour under constant stirring at 100 rpm. Subsequently, the seeds were immersed in 70% ethanol for one minute and then dipped respectively in different concentrations of sodium hypochlorite (NaOCl): 0.0%, 0.10%, 0.25%, 0.50%, or 1.0% (v/v) for 30 minutes, also with the same stirring. Subsequently, the seeds were rinsed four times with sterile distilled water. After sterilization, seeds were inoculated in test tubes containing 10 ml of MS medium. The explants were kept in the growth room and were evaluated after 30 days for the presence or absence of microorganisms, survival rate, and percentage of germination. Three experiments were performed to develop in vitro multiplication protocols of this species. In the first experiment, nodal segments were taken from seedlings of C. ferrea germinated in vitro and then these were inoculated in MS medium supplemented
MATERIAL AND METHODS C. ferrea seeds used in the experiments provided by Dr. Luiz Augusto Gomes de Souza were stored about six years
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with 6-Benzylaminopurine (BAP), Kinetin (KIN), and Thidiazuron (TDZ) at concentrations of 0.0; 0.1; 1.0; 3.0 and 5.0 mg·L-1, respectively. In the second experiment, buds from different positions on the stem were cut and inoculated in MS medium supplemented with 0.1 mg·L-1 BAP. In the third experiment, nodal segments obtained from seedlings grown in vitro in MS medium were inoculated in culture medium Woord Plant Mediun (WPm), Murashige and Skoog (MS), and Gamborg B5 (B5) in the original concentrations, as well as in their concentrations diluted by half and the quarter part, all supplemented with 0.1 mg·L-1 BAP to determine the best culture medium for the multiplication of C. ferrea. After 30 days of growth in these culture media, the explants were evaluated in relation to the percentage of explants with shoot proliferation, the number of shoots per bud, number of buds per stem, the multiplication rate (the number of shoots per bud multiplied by the number of buds per stem), the height of the shoots and the formation of calluses and roots. The nodal segments excised from seedlings grown in vitro were inoculated in MS medium in the original concentration plus 0.1 mg·L-1 BAP and supplemented with Naphthaleneacetic Acid (NAA), Indole-3-Acetic Acid (IAA), and 3-Indole Butyric Acid (AIB) at concentrations of 0.0; 0.1; 1.0; 3.0 and 5.0 mg·L-1. After 30 days of growth in culture media, the explants were evaluated in relation to the percentage of explants with shoot proliferation, the number of shoots per bud and number of buds per stem, the multiplication rate, the height of the shoots, and the formation of calluses and roots. For this experiment, 150 plantlets multiplied in vitro were used without roots and with shoots of approximately 7 cm height and were washed with distilled water until complete removal of residues of culture medium. After that, they were planted in polyethylene germination trays 41 x 27 x 8 cm (length, width and height), using the following substrates: earthworm humus, vermiculite, soil, sand, and 1:1:1 soil + sand + vermiculite. The substrates
were autoclaved for 1 hour at 121 °C. These seedlings were kept covered with clear glass flasks 10 x 7 cm (height and diameter) for 30 days in the Seedling Nursery of the Plant Tissue Culture Laboratory and after this period, the glass flasks were removed. The plantlets evaluation was performed after 30 and 60 days in relation to the survival or not in ex vitro environment. The experimental design was randomized in all experiments and used three replicates of ten explants per treatment. Data were submitted to Analysis of Variance (ANOVA) and comparisons of treatment means was done by Tukey test (p < 0.05) using the ASSISTAT program version 7.7.
RESULTS AND DISCUSSION Aseptic treatment with 0.25% Sodium Hypochlorite (NaOCl) resulted in 96.67% survival and 90% germination in seeds. Furthermore, this provided the lowest percentage of contamination, 6.67% by fungi and total absence of bacteria, compared with other treatments, indicating that low concentrations are effective for disinfection of the seeds. After scarification and asepsis, the seeds of C. ferrea inoculated in vitro, showed high germination rates when compared with other medicinal species such as Croton antisyphiliticus Mart. (Oliveira et al., 2011) and Copaifera langsdorffii Desf. (Noleto & Silveira, 2004) that did not show good and rapid germination in vitro. Considering the number of shoots per bud multiplied by the number of buds per stem (Santos et al., 2006), this species has high and rapid rate of multiplication after one month of in vitro inoculation. Therefore, one single seedling of C. ferrea is able to give ten nodal segments on average, making it possible to develop a protocol of micropropagation of this species from the in vitro establishment (Figure 1). The effect of different concentrations and types of cytokinins showed statistically significant differences at the 5% level for all variables (Table 1). The most appropriate treatment for multiplication was MS supplemented with
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In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae)
0.1 mg·L-1 BAP, which provided the best rate of explants with shoots (100%), large number of shoots per bud (3.37), buds per stem (2.70), and shoot height (1.52 cm), and moreover it promoted a greater multiplication rate (9.01) and did not induce callus formation (Figure 2A). According to Santos et al. (2006), the multiplication rate is an important parameter that allows checking on the speed of the in vitro propagation process. In conformity with Grattapaglia & Machado (1998), BAP is the most efficient cytokinin to promote shoot proliferation, and it presents the lowest economic cost. A high percentage of callus formation was promoted by high concentrations of BAP, KIN, and TDZ (5.0 mg·L1 ). Furthermore, it was observed that callus formation interfered in the development of explants, and it gave rise to the smallest multiplication rates and shoot heights (Table 1). In relation to root formation, it was found that none of the treatments with cytokinins induced rooting.
Figure 1. Establishment of Caesalpinia ferrea seeds in vitro medium after 30 days of culture. Photo: Daniel da Silva.
In relation to the percentage of explants with shoots, there was no statistical difference between bud position treatments. However, in relation to number of buds, bud number, and height of the shoot, bud positions
Table 1. Effect of different concentrations and types of cytokinins on the in vitro development of C. ferrea explants. Means followed by the same letter in the same column do not differ statistically among themselves by Tukey test (p < 0.05). Growth regulator (mg·L-1)
Shoot proliferation (%)
Number of shoots/bud
Number of buds/stem
Multiplication rate
Shoot height (cm)
Callus formation (%)
Control
76.67 a
1.13 cd
2.06 ab
2.34 bcd
0.37c
0.00 d
0.1
100.00 a
3.37 a
2.70 a
9.01 a
1.52 a
0.00 d
1.0
93.00 a
2.66 a
1.76 ab
4.85 bc
1.20 ab
0.00 d
3.0
93.00 a
2.56 ab
2.15 ab
5.23 b
1.29 ab
0.00 d
5.0
20.00 bc
1.00 cd
1.20 bc
2.15 bcd
0.15 c
90.00 a
0.1
90.00 a
1.43 c
1.73 ab
1.76 cd
1.21 ab
0.00 d
BAP
KIN 1.0
86.00 a
1.40 c
2.23 ab
2.38 bcd
0.70 bc
0.00 d
3.0
83.33 a
1.36 c
2.06 ab
3.15 bcd
0.80 abc
0.00 d
5.0
56.67 ab
1.46 bc
1.07 bc
3.12 bcd
0.79 abc
58.89 b
TDZ 0.1
86.67 a
1.28 c
1.61 ab
1.38 d
0.63 bc
0.00 d
1.0
86.67 a
1.23 cd
1.56 ab
1.95 cd
0.73 bc
6.67 cd
3.0
83.33 a
1.03 cd
1.30 bc
1.60 d
0.65 bc
20.00 c
5.0
3.33 c
0.13 d
0.10 bc
0.20 d
0.13 c
100.00 a
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showed statistically significant difference at the 5% level (Table 2), and the intermediate bud at position 5 (Figure 2B) showed the best performance when compared to other bud positions. Similar responses were found in the micropropagation of Acmella oleracea (L.) R.K. Jansen (electric daisy, Asteraceae), whose intermediate buds induced the greatest percentage of explants with shoots (Malosso et al., 2008). This shows that not all bud positions on the stem are potentially viable and should not be used indeterminately in the subculture process because they do not provide uniform explants for in vitro development. According to Table 3, a statistically significant difference was found at the 5% level for all parameters analyzed at different dilutions and kinds of culture medium.
B5 culture medium at the original concentration, as well as MS/2, MS/4, and WP/4, showed the lowest multiplication rates, shoot height, and consequently callus formation at the base of the seedlings, representing an inconvenient characteristic for the subsequent rooting stage. Therefore, MS culture medium at the original concentration is best for in vitro multiplication of this species, because it produced the greatest percentage of explants with shoots (90%), showed total absence of callus formation, and promoted the greatest number of shoots (3.36), number of buds (2.90) and the greatest multiplication rate (10.29) (Table 3, Figure 2C). Similar results were found in the micropropagation of Amazonian plants like Cissus sicyoide L. (Abreu et al., 2003) and Ananas comosus (L.) Merr. (Moreira et al., 2011).
Figure 2. Aspects of seedlings provided from different experiments of in vitro multiplication of Caesalpinia ferrea after 30 days of culture: (A) shoot proliferation on MS; (B) shoot position on the stem in MS medium; (C) dilution of MS medium at original concentration with 0.1 mg L-1 BAP; and (D) shoots with root formation cultivated in MS medium with 0.1 mg L-1 BAP and 0.1 mg L-1 de AIB. Photos: Daniel da Silva. Table 2. Influence of different bud positions on the stem on the in vitro development of C. ferrea explants. Means followed by the same letter in the same column do not differ statistically among themselves by Tukey test (p < 0.05). Bud position on the stem
Shoot proliferation (%)
Number of shoots/ bud
Number of buds/ stem
Multiplication rate
Shoot height (cm)
1
76.67 a
2.70 b
1.93 ab
5.23 b
1.65 b
3
83.00 a
2.66 b
1.63 b
4.32 b
2.25 ab
5
90.00 a
4.66 a
2.33 a
10.06 a
2.73 a
7
90.00 a
3.10 ab
2.00 ab
6.34 ab
2.18 ab
9
80.00 a
3.03 ab
1.76 ab
5.36 ab
2.49 ab
61
In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae)
Table 3. Effect of different dilutions of culture media (MS, B5, and WP) on the in vitro development of C. ferrea explants. Means followed by the same letter in the same column do not differ statistically among themselves by Tukey test (p < 0.05). Basal culture medium and dilutions
Shoot proliferation (%)
Number of shoots/bud
Number of buds/stem
Multiplication rate
Shoot height (cm)
Callus formation (%)
MS
90.00 a
3.36 a
2.90 a
10.29 a
2.00 a
0.00 b
MS/2
66.67 ab
1.56 bc
1.36 bc
2.14 b
1.02 bc
20.00 a
MS/4
86.67 a
1.83 abc
1.56 bc
3.09 b
0.89 bc
6.67 ab
B5
70.00 ab
1.50 bc
1.46 bc
2.23 b
1.05 bc
6.6 ab
B5/2
73.33 ab
1.50 bc
1.60 bc
2.46 b
1.09 bc
0.00 b
B5/4
70.00 ab
1.56 bc
1.63 abc
2.55 b
1.03 bc
0.00 b
WP
96.67 a
2.96 ab
2.43 ab
7.27 ab
1.42 ab
0.00 b
WP/2
66.67 ab
1.60 bc
1.26 bc
2.43 b
0.77 bc
0.00 b
WP/4
40.00 b
0.56 c
0.50 c
0.31 b
0.32 c
23.00 a
The effect of different kinds of auxins added to MS medium resulted in the formation of adventitious roots in vitro and callus formation in nodal segments of C. ferrea (Table 4). The treatment containing AIB at the concentration of 0.1 mg·L-1 was the most effective and promoted the highest percentage of rooting formation and explants with shoots, buds and shoots number, multiplication rate and shoot height (Figure 2D). The best results for rooting in vitro using AIB have been reported in several species of Fabaceae (Kielse et al., 2009; Costa et al., 2010; Gutiérrez et al., 2011; Fermino Junior & Scherwinski-Pereira, 2012). During the rooting phase, treatment with NAA, IAA, and AIB at concentration of 3.0 and 5.0 mg·L-1 promoted callus formation at the base of the shoots and decreased the percentage of adventitious root formation. On the other hand, callus formation was not observed at concentrations under 0.1 and 1.0 mg·L-1 of those auxins, thus being financially advantageous because the use of low amounts of plant growth regulators makes the protocol economically low cost, and lowest concentrations induce lower rates of somaclonal variation. Similar results were obtained by Ghimire et al. (2016), who found a great number of roots per explant in Melastoma malabatricum Linn. in MS medium supplemented with AIB, also indicating that this auxin was more effective to induce the rooting than IAA.
Considering the low rates of root formation in C. ferrea (Table 4), it is suggested that following studies might be performed at different combinations of these two growth regulators, auxin and cytokinin, with the goal to increase the rooting formation, because the cytokinins are active in the division process, cell elongation, and differentiation, especially in interaction with auxins (Taiz & Zeiger, 2009). In vitro rooting conditions depend on several factors, among which are the levels of endogenous auxin, the conditions of the mother plant such as genotype or youthfulness, the culture medium, the presence of growth regulators and carbohydrates, the mineral nutrition, the presence of polyamines and substances such as activated carbon and phenolic compounds, and the environmental growth conditions of in vitro seedlings, among others (Souza & Pereira, 2007). In general, the development of the in vitro root system of the Amazon species represents a major challenge to be achieved in the scope of efficient protocols with the use of micropropagation techniques in different species such as C. ferrea. Therefore, in vitro rhizogenesis presents a complexity of various physical and biochemical factors that are directly related to the formation of roots. In treatments with different substrates there were significant differences at the 5% level of probability in
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Table 4. Effect of different concentrations and types of auxins on the in vitro development and rooting of C. ferrea explants. Means followed by the same letter in the same column do not differ statistically among themselves by Tukey test (p < 0.05). Growth regulator Shoot (mg·L-1) proliferation (%)
Number of shoots/bud
Number of buds/stem
Multiplication rate
Shoot height (cm)
66.67 a
3.10 a
1.90 a
5.90 ab
1.66 ab
0.00 e
3.33 ab
0.1
56.67 ab
2.36 ab
1.86 a
4.42 ab
1.45 ab
0.00 e
16.67 ab
Control
Callus Root formation formation (%) (%)
NAA 1.0
53.33 abc
1.56 abc
1.10 abc
1.74 ab
0.70 bcd
0.00 e
0.00 b
3.0
13.33 cd
0.30 cd
0.30 bc
0.17 ab
0.25 cde
40.00 cd
3.33 ab
5.0
16.67 bcd
0.33 cd
0.33 bc
0.12 ab
0.11de
40.00 cd
6.67 ab
IAA 0.1
66.67 a
2.03 abc
1.70 a
3.53 ab
1.28 abc
0.00 e
6.67 ab
1.0
63.33 a
2.23 ab
1.46 ab
3.27 ab
0.98 abc
0.00 e
20.00 ab
3.0
16.67 bcd
0.53 bcd
0.40 bc
0.32 ab
0.21 cde
66.67 bc
3.33 ab
5.0
3.33 d
0.06 d
0.67 c
0.01 b
0.05 b
73.33 ab
10.00 ab
0.1
80.30 a
3.20 a
2.03 a
7.37 a
1.90 a
0.00 e
32.21 a
1.0
66.67 a
3.13 a
2.06 a
6.63 ab
1.27 abc
0.00 e
20.00 ab
3.0
53.33 abc
3.16 a
1.93 a
6.64 ab
1.09 abc
20.00 de
0.00 b
5.0
0.00 d
0.00 d
0.00 c
0.00 b
0.00 e
100.00 a
0.00 b
AIB
relation to the percentage of seedling survival acclimated at 30 and 60 days. The soil substrate provided the greatest percentage of survival (63.33%) in seedling nursery conditions, where seedlings remained green and vigorous (Figure 3A). However, the same substrate did not differ significantly from sand (53.37%) and soil + sand + vermiculite (50%) substrates. It was found that the lowest percentage of survival occurred when the seedlings were transplanted to an earthworm humus substrate (10%). Therefore, this species grew and developed rapidly on soil substrate (Figure 3B) when compared to other treatments, and soil was the most suitable substrate for the supply of mineral nutrients and most like the natural environment. Thus, it can be verified that the large differences in the index of survival in the different substrates occurred due to the capacity of water retention, aeration, and nutrients supply to plants (Malvestiti, 2011). This result shows the possibility of acclimatization on substrate of low
cost, corroborating to satisfactory results found in the seedling formation of Vernonia condensata Baker (Vicente et al., 2009) and Morinda citrifolia L. (Silva et al., 2014).
Figure 3. Acclimation of Caesalpinia ferrea seedlings on germinating trays with soil substrate: (A) covered by transparent glass flask at 30 days, and (B) after removal of the glass flask at 60 days. Photos: Daniel da Silva.
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In vitro propagation and seedling acclimatization of Caesalpinia ferrea Mart., a valuable medicinal plant in the Amazon (Fabaceae)
REFERENCES
According to Girardi & Pescador (2010), another limiting factor in acclimatization is the adaptation of the plants from in vitro conditions, after transferring to environmental conditions ex vitro. This method sometimes entails low survival rates of the seedlings as a consequence of low photosynthetic rates of plants that are not completely autotrophic. Several studies report that the success of the acclimatization phase is directly related to seedlings which exhibit well developed roots in vitro (Lédo et al., 2007; Silva et al., 2008; Pelizza et al., 2013). However, propagules of C. ferrea cultured in vitro even without the presence of roots survived transplanting, and subsequently initiated the formation of the root system during the acclimatization period in the nursery, allowing for growth viability and production of suitable seedlings for planting (Figure 3B).
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CONCLUSION The micropropagation of Caesalpinia ferrea was possible from nodal segments and intermediate buds, allowing the establishment and multiplication of in vitro seedlings. However, further studies are necessary to fully understand the rooting and acclimatization processes of the multiplied in vitro seedlings in the greenhouse.
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ACKNOWLEDGMENTS The authors thank the Brazilian National Scientific and Technological Development Council (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq) for research funding and providing scholarships to the first author under the Program of Graduate Studies in Biotechnology and Amazon Natural Resources of the Amazonas State University (Mestrado em Biotecnologia e Recursos Naturais/ Universidade do Estado do Amazonas – MBT/UEA) and to Dr. Luiz Augusto Gomes de Souza of the National Institute for Amazonian Research (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – INPA) for the identification and supply of Caesalpinia ferrea seeds.
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Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.), and inajá [Maximiliana maripa (Aubl.) Drude] (Arecaceae) Variabilidade química em frutos de palmeiras amazônicas: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.) e inajá [Maximiliana maripa (Aubl.) Drude] (Arecaceae) Magda Márcia BeckerI, Vinicyus Teles ChagasI, Jean-Louis MartyII, Teresa Maria Fernandes de Freitas MendesIII, Gilvanda Silva NunesI I
Universidade Federal do Maranhão. São Luís, Maranhão, Brasil II III
Université de Perpignan Via Domitia. Perpignan, França
Universidade Federal de Roraima. Boa Vista, Roraima, Brasil
Abstract: The bromatological composition, mineral content, bioactive compounds, and antioxidant capacity of three native Amazon Arecaceae fruits (buriti, açaí, and inajá) were chemically evaluated. These fruits showed high moisture contents (> 55%), and levels of ash values, total crude protein, and total carbohydrates in the range of 0.68-1.28%, 0.492.14%, and 6.10-26.51%, respectively. High levels of total lipids were found in buriti (21.0%). A wide range of mineral content was detected and the highest levels were found in the pulps of buriti (Ca, Cu, Fe, and Mg), inajá (Na and Zn) and açaí (Mn). All three fruits showed antioxidant activity with important levels of phenolic compounds and good or rich content of vitamin C. This study provides new data on the antioxidant activity and the nutritional composition of native Amazonian fruits. Based on this study, these fruits are suitable for use in the food and cosmetics industries, as well as in pharmaceutical compositions. Keywords: Native Amazonian fruits. Bromatological composition. Minerals. Antioxidant capacity. Resumo: Foram quimicamente avaliados as composições bromatológicas, os teores minerais, os compostos bioativos e a capacidade antioxidante de três frutos de palmeiras (buriti, açaí e inajá), nativos de Amazônia. Os frutos mostraram elevados teores em umidade (> 55%), níveis de cinzas, proteína bruta total e carboidratos totais na faixa de 0,68-1,28%, 0,49-2,14% e 6,10-26,51%, respectivamente. Altos teores em lipídios foram obtidos na polpa de buriti (21,0%). Uma ampla faixa de conteúdo mineral foi determinada, na qual os maiores teores estão nas amostras de buriti (Ca, Cu, Fe e Mg), na polpa de inajá (Na e Zn) e no açaí (Mn). Todos os frutos mostraram atividade antioxidante com níveis importantes de compostos fenólicos e boas ou ricas concentrações em vitamina C. Este estudo fornece novos dados sobre a atividade antioxidante e a composição nutricional de frutos nativos amazônicos. Com base neste trabalho, estes frutos são promissores para utilização nas indústrias de alimentos e de cosméticos, bem como em composições farmacêuticas. Palavras-chave: Frutos nativos amazônicos. Composição bromatológica. Minerais. Capacidade antioxidante.
BECKER, M. M., V. T. CHAGAS, J.-L. MARTY, T. M. F. F. MENDES & G. S. NUNES, 2018. Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.), and inajá [Maximiliana maripa (Aubl.) Drude] (Arecaceae). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 67-77. Autora para correspondência: Magda Márcia Becker. Universidade Federal do Maranhão. Programa em Biodiversidade e Biotecnologia – Bionorte. Avenida Portuguesa, 1966 – Bacanga. São Luís, MA, Brasil. CEP 65080-805 (magda.becker@hotmail.com). Recebido em 08/03/2017 Aprovado em 30/10/2017 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.)...
INTRODUCTION Arecaceae, or the palm family (formerly Palmeae), is one of the largest botanical families of economic and ecological importance and among the first groups of plants that have gained significant attention regarding the risks of becoming endangered (Moore, 1979; Balick & Beck, 1990; Zambrana et al., 2007). This family has a great diversity comprising 283 species in Brazil, where 147 species are native to the Amazon biome (Leitman et al., 2016).
on average. The pulp has an exotic flavor, as well as high antioxidant and anti-inflammatory properties that classified it as the new ‘super fruits’. It is consumed pure or accompanied with manioc flour, fried fish, or shrimp, as well as being used yet in manufacturing of juices, ice cream, jams, jellies, açaí wine, and dyes. Açaí plays an important socioeconomic and cultural role since the fruits have a high regional consumption, and their export has increased greatly in recent years (Souza et al., 2011; Brasil, 2015). Buriti (Mauritia flexuosa L. f.) is an Amazon palm tree with a height of 15 to 20 m and is typical of muddy riverbanks and river islands. Its fruit is subglobose to elliptical, varies from 4 to 5 cm in diameter, and are covered with reddish-brown scales. The pulp is orange colored, oleaginous, and tasty. Buriti fruit pulp is consumed in natura, as juices, and in ice cream. The unprocessed oil is used to fry foods, like fish. In popular medicine, the fruit is used, for example, as a cold remedy, in infant nutrition, and for vitamin A deficiencies (Carneiro & Carneiro, 2011; Darnet et al., 2011). Inajá fruits (Maximiliana maripa (Aubl.) Drude) are brown, oblong-ellipsoid, 4 to 5 cm long and 2.5 to 3 cm in diameter. The mesocarp has the fibrous outer layer, the inner layer being fleshy, with 0.3 to 0.5 cm in thickness and one to three seeds present (Shanley et al., 2010). The pulp of the fruit is consumed in natura or in the form of porridge and has been used in traditional medicine for the strengthening of debilitated people. However, it is not a highly appreciated fruit, possibly due to insufficient research and the consequent devaluation of the species (Villachica et al., 1996; Bezerra, 2011). “Works related to the composition and quality of fruits and oils of native palm trees are important to add value to species still little explored in the region and consequently encourage the creation of new markets” (Santos et al., 2017, p. 2). The aim of this work is to perform bromatological analysis, mineral composition determination and antioxidant capacity analysis of buriti, inajá, and açaí pulps collected in the Amazonian biome,
In addition to the importance in the rainforest structure and food source for many animals and humans, the palm trees have great economic potential to ornamental plant, medicine and cosmetic industries for human (Henderson, 1995; Lorenzi et al., 2004) (Arasato et al., 2011, p. 7630).
Although some Arecaceae species, including some from Brazil, have been analyzed for centesimal composition in past years and a plethora of literature has reported on palm fruits (Silva et al., 2015; Crepaldi et al., 2000; Hiane et al., 2003; Menezes et al., 2008; Teixeira da Silva de La Salles et al., 2010; Coimbra & Jorge, 2011), there is still a lack of research on the industrial applications of some palm trees. Palms fruits comprise nutritionally important foods due their protective effect attributed to the presence of constituents such as minerals and high levels of phytochemicals with antioxidant properties (Nunes et al., 2011; Kahl et al., 2012; Liu, 2013; Kozlowska & Szotask-Wegierek, 2014; Wang et al., 2013). Therefore, data on the composition of native fruits are essential to encourage national and international marketing; assist the food, cosmetics, bio-cosmetics and others industries; and support policies to protect the environment and biodiversity. Meanwhile, an adequate knowledge of the composition aids quality control and food safety, as well as the evaluation and adequacy of intake of individual nutrients to the population. Açaí (Euterpe oleracea Mart.) is a typical Amazonian palm in Brazil. Its fruits are globular or lightly depressed drupes with a diameter around 1.5 cm and weighing 1.5 g
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some of which have not been evaluated to date, in order to determine their potential use as foods and for other industrial purposes.
lipids (TL) were performed according to the Association of Analytical Methods (AOAC methods) (Cunniff, 1998). Total carbohydrate (TC) was determined by the following equation: [TC = 100 – (MC + TA + CP + TL)]. Total energy value (TEV) was estimated as the at water conversion values of 4 kcal/g of protein and carbohydrates and 9 kcal/g of lipid, according to Merrill & Watt (1973). All analyses were performed in triplicate.
MATERIALS AND METHODS REAGENTS Analytical grade chemicals were employed in the preparation of all solutions. Deionised water (Milli-Q Millipore 18.2MΩ cm-1) was used in all experiments. All plastics and glassware were cleaned by soaking in dilute nitric acid (1:9). The standard solutions of analytes for calibration procedure were produced by diluting a stock solution of 1,000 mg/L of the investigated elements (Ca, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, and Zn; from Merck Millipore Certipur®, Specsol®). The others reagents used were: nitro blue tetrazolium (NBT, N6876), hypoxanthine (HX, H9377), xanthine-oxidase enzyme (XOD from bovine milk, X4376), petroleum ether, phenolphthalein, sodium hydroxide (NaOH), sulfuric acid (H2SO4), potassium iodide (KI), dry starch, potassium iodate (KIO3), nitric acid (HNO3), hydrogen peroxide (H2O2), gallic acid, quecetin and oxide yttrium (Y2O3), all purchased from Sigma-Aldrich Corp (Nasdaq-Sial, Darmstadt, Germany).
ANTIOXIDANTS Antioxidant capacity The samples were washed, pulped and mixed in a stainless steel mixer. An amount of approximately 200 g of the pulp was filtered in vacuum Buchner funnel with qualitative filter paper, followed by a new filtration with a quantitative filter paper (1.2 µm). A portion of 500 µL of the obtained extract was diluted to 1 mL in 50 mM Potassium Phosphate-Buffered Solution (K-PBS) containing 0.1 mM ethylenediamine tetra-acetic acid (EDTA) (pH 7.5). From this solution, dilution was performed in decreasing concentrations in K-PBS (pH 7.5). A reaction mixture was prepared with 50 mM K-PBS (pH 7.5), 25 μM HX, 50 μM NBT, the antioxidant fruit extract (distilled water for the blank) and 0.2 U·mL−1 XOD, which was added last. The increase in absorbance for 15 min was recorded at 560 nm in a Beckman DU520 UV-Vis Spectrophotometer (Beckman Coulter France, S.A., Roissy CDG, France). Stock solutions of NBT, HX and XOD were prepared in K-PBS (pH 7.5). All spectrometry assay measurements were performed in triplicate. The method used was established by CortinaPuig et al. (2009), where the O2•- radicals and uric acid were generated in vitro by the HX/XOD system. The O 2•- radicals reduce the NBT reagent (yellow color) into formazan (purple color), which is measured spectrophotometrically at 560 nm. The presence of radical scavengers (the antioxidant sample) generates inhibition (competitive) in the formation of formazan
SAMPLE COLLECTION Three Amazon palm fruits were collected and used in the present study: açaí (Euterpe oleracea), buriti (Mauritia flexuosa), and inajá (Maximiliana maripa), at complete physiological maturity, were collected in Roraima state (02° 47.177’ N; 60° 45.096’ W; 3° 22’ 17.7” N; 59° 51’ 45.0” W; 02° 46.579’ N; 60° 42.285’ W, respectively). Fruit samples were refrigerated in the laboratory of the of Environmental Studies and Analysis Group (GEAA) at the Federal University of Maranhão, washed in deionized water and stored at -20 °C until the time of analysis. BROMATOLOGICAL ANALYSIS Moisture content (MC), total ash (TA), hydrogen potential (pH), acidity in citric acid (CA), crude protein (CP), and total
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Ascorbic acid The vitamin C concentration was determined by redox titration using iodine solution. Masses of the homogenized sample guaranteeing a vitamin C content of more than 5 mg were added, with 50 mL deionized water, 10 mL sulphuric acid 20% (v/w), 1 mL KI 10% (m/w) and 1 mL amido 1% (m/w). The iodine generated was titrated against 0.02 mol·L-1 KI03.
leading to the decrease of its production rate and consequently of the absorbance. The % radical scavenging activity (RSA) of the plant extracts was calculated using the following formula: RSA% = 100 x [(Abs. control – Abs. sample)/Abs. control] Where: Abs. control is the absorbance of formazan without the sample; Abs. sample is the absorbance of formazan with the sample.
MINERAL ELEMENTS Digestion procedure A mixture of 0.2-0.5 g of homogenized dry samples, 5.0 mL of concentrated HNO3, 2.0 mL of 30% H2O2 (v/v) with 0.5 ml of yttrium (100 mg·L-1) as internal standard, was submitted to heating in a closed microwave oven (MARSX press 6.0), which utilizes high voltages and microwave radiation to accelerate the sample acid digestion. The digestion procedure was based on the AOAC method (Jorhem & Engman, 2000), according the following steps: 3 minutes at 250 W, 5 minutes at 630 W, 22 minutes at 500 W, and 15 minutes at 0 W. The resulting solution was diluted with deionized water to 25.0 ml in a volumetric flask before being analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES). Blanks were prepared in each lot of samples. All analyses were performed in triplicate.
Biocompounds Determination of total phenols The total phenol content was determined by adopting the method of Pueyo & Calvo (2009) and Berker et al. (2010). In buckets, we added 100 µL of pulp etanolic extracts (1:1), 630 µL deionized water, 20 µL of HCl (1 mol L-1) 150 µL K3Fe(CN)6 (1% m/v), 50 µL sodium dodecyl sulphate (1% v/v) and 50 µL FeCl3.6H2O (0.2% m/v). The absorbance reading was done after 30 minutes at 750 nm using a Shimadzu UV-probe spectrophotometer. The calibration curve was obtained using standard solutions of gallic acid (1, 2, 4 and 8 µg mL-1). The results were expressed in equivalents of gallic acid in grams per 100 g of pulp (EGA 100 g-1). Determination of flavonoid content The concentration of flavonoids was determined by adapting the spectrophotometric procedure described in Chaillou et al. (2004) and Teles (2014). In buckets, we added 0.2 mL of metanolic pulp extracts (1:1), 0.2 mL methanolic solution of AlCl3 (5% m/v) and completed the volume to 2 mL with concentrated methanol. After 30 minutes, the absorbance was read at a wavelength of 425 nm using a Shimadzu UV-probe spectrophotometer. The calibration curve was obtained using standard solutions of quercetin. The results were expressed in equivalents of quercetin in milligrams per 100 g of pulp (EQE·100g-1).
ICP-OES operational conditions Concentrations of three macroelements (Ca, Mg, and Na) and four microelements (Fe, Mn, Zn, and Cu) were determined for the selected fruits. The measurements for simultaneous determination were carried out with an ICP-OES (Shimadzu, model 9820), equipped with a concentric nebulizer and allowing choice of the minitorch configuration between the radial or the axial mode in an integrated unit. Yttrium was used as an internal standard at a concentration of 2 mg·L-1. Operating conditions are summarized in Table 1.
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Table 1. Operating conditions of the ICP-OES method used during elemental analysis of the selected Amazon palm fruits. Parameter
the recovery indexes obtained by buriti sample fortification with two concentrations.
Value
Radio frequency power
1.2 kW
Plasma argon flow rate
10 L.min−1
Auxiliary argon flow rate
0.6 L.min−1
Carrier gas
0.7 L.min−1
RESULTS AND DISCUSSION
Exposure time
30 s
Solvent rinse time
30 s
Peristaltic pump rotation speed
20-60 rpm
View direction
Radial for Mg and Na; axial for Ca, Cu, Fe, Mn and Zn
Nebulizer
Concentric
Emission lines (λ nm)
Ca (183.801); Cu (327.396); Fe (259.940); Mg (383.826); Mn (257.610); Na (589.592); Zn (213.856)
BROMATOLOGICAL ANALYSIS The results of proximate analyses for the three Arecaceae fruits studied are shown in Table 2. The açaí sample was prepared as a class B pulp (12.84% m/v), as it is traditionally consumed and marketed. The studied species had levels MC ranging from 55.91 to 88.16%, similar to reported values in the literature (Darnet et al., 2011; Manhães & Sabaa-Srur, 2011; Nascimento et al., 2008; Bezerra et al., 2006). In the studied palm fruits, TA contents ranged from 0.68 to 1.28 g/100 g in the pulps, and the buriti and inajá contents were statistically similar. Buriti showed the highest TL and can be considered a rich natural sources of lipids (21.0%), which corroborates with the use of this fruit in the food, pharmaceutical and cosmetics industries. The açaí and inajá pulps have similar oil content. A comparison of lipid composition with data from the literature is complex, due to interrelated factors such as genetics, soil, climate, and stage of maturity of the plant and fruits, collection periods. Moreover, lipid accumulation in plants depends greatly on culture conditions such carbon source, nitrogen source, C/N molar ratio, temperature, and oxygenation (Sestric, 2015; Ageitos et al., 2011).
Figures of merit Calibration curves, linear working range over a wide range of analyte concentrations, multi-elemental response and method sensitivity were determined. The analytical performance of the method was evaluated considering the following figures of merit: practical linear range; precision and accuracy, sensitivity, estimated by limits of detection and quantification (LOD and LOQ, respectively); accuracy of the complete analysis by ICP-OES, since the digestion step to the spectrometric analysis itself, was estimated by
Table 2. Proximal composition of the selected Amazon palm fruits (relative standard deviation – RSD). Legends: MC = moisture content; TA = total ash; TL = total lipids; CP = crude protein; TC =total carbohydrate; TEV = total energy value; CA = acidity in citric acid. All results are presented together the respective RSD. N = 3. Means followed by the same letter in the columns do not differ significantly from each other by the Tukey test at the 5% probability level. MC TA TL CP TC CA Amazon TEV pH -1 -1 fruits (kcal·100g ) (g·100g ) Açaí
88.16 (1.89)
0.68 (10.51)
4.33 (0.35)a
0.72 (7.22)
6.10
0.082 (6.62)
66.27
5.69 (0.30)a
Buriti
55.91 (0.32)
1.28 (1.24)a
21.0 (0.45)
2.14 (5.68)
19.67
0.89 (1.00)
276.27
3.84 (8.41)
Inajá
67.49 (0.13)
1.24 (1.01)a
4.27 (8.63)a
0.49 (1.46)
26.51
0.06 (4.70)
146.46
5.73 (0.36)a
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Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.)...
The obtained results, nevertheless, show some agreement with the literature for açaí and buriti pulps (Brasil, 2015; Darnet et al., 2011; Canuto et al., 2010; Aguiar, 1996). The CP contents ranged from 0.49% in the inajá pulp to 2.14% in buriti. Therefore, the intake of 100 g of buriti pulp contributes approximately 8% of the recommended dietary allowances (RDA) of proteins to an adult man. The CP obtained from the inajá pulp was lower than those recorded by Mota & França (2007), whereas for açaí (Yuyama et al., 2011) and buriti (Manhães & SabaaSrur, 2011) our data presented a certain agreement with the literature. The three species studied had TC ranging from 6.10 to 26.51 g 100 g-1. The proximate analysis of the TC content showed that inajá pulps are a major source of sugar. Based on CP, TL and TC contents, the calorific values (TEV) of the fruits ranged from 66 to 276 kcal 100 g-1. Only the açaí pulp exhibited TEV value < 100 kcal 100g-1. These samples can be included in energy-restricted diets; on the other hand the buriti and inajá pulps presented high TEV and can be included in the high calorie diets. For titratable acidity, among evaluated fruits, buriti showed a higher average value (0.89%) and the lowest pH (3.89). The average acidity value obtained for buriti pulps was higher than that observed by Santos et al.
(2017) of 0.56%, and for inajá (0.07%) it was lower than their value (0.14). The pH values are statistically similar between açaí and inajá. Data on food composition is extremely important for the development of food composition tables, consumption of balanced nutrients, assessment of the supply and food consumption of a country, verification of the nutritional adequacy of the diets of individuals and populations, evaluation of the nutritional status, and development of research regarding the relation between diet and disease, agricultural planning, and food industry inovation (Torres et al., 2000).
MINERAL ELEMENTS Mineral concentrations in the palm fruits with their respective RSD, LOD, and LOQ, as well as the results of the addition tests, are presented in Table 3. The results show that the method is precise with RSD < 10% for all samples and accurate with recuperation ranged from 88.54 to 109.50%. Plants are a source of minerals that are essential nutrients for the maintenance of human health. The RDA is a parameter used to stipulate the nutrient levels that meet the human needs of most healthy individuals. According to these parameters, the average daily requirements for adult males (19 to 30 years of age) of the evaluated minerals are
Table 3. Levels of mineral elements (mg·100g-1) in the selected Amazon fruits with respective RSD, LOD, and LOQ (mg·L-1). All results are presented together the respective relative standard deviation (RSD). N = 3. Means followed by the same letter in the columns do not differ significantly from each other by the Tukey test at probability level p = 0.05. Mineral LOD LOQ Amazon fruits
Ca 6.5 10-2 2.42
Açaí
61.47 (6.17)
4.05 (3.41)a
12.64 (4.65)
0.12 (5.79)a.b
Buriti
107.12 (1.55)
a
2.97 (5.92)
84.28 (3.12)
Inajá
19.82 (7.74)
4.21 (5.87)a
57.48 (8.23)
Na 1.0 10-1 3.49
Fe 5.0 10-4 2.9 10-3
Mn 7.12 10-6 1.2 10-5
Zn 3.0 10-4 1.7 10-3
0.84 (1.26)a
7.89 (3.46)
0.97 (3.91)a
0.19 (2.15)
a
0.94 (1.91)
3.18 (4.10)
0.89 (2.64)a
0.08 (9.10)b
0.48 (1.62)
0.17 (7.04)
1.05 (4.04)
97.00 (8.02) 98.00 (2.53)
100.00 (11.79) 100.00 (0.00)
109.50 (7.43) 90.3 (3.33)
Concentration mg·100g-1 (RSD)
Addition Test Buriti
Cu 4.0 10-4 1.7 10-3
Mg 2.0 10-3 2.2 10-2
a
Recuperation % (RSD) 107.08 (9.90) 104.50 (8.88)
107.21 (4.04) 100.9 (1.29)
108.33 (1.63) 88.54 (6.99)
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107.83 (5.92) 102.90 (2.10)
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and only a small percentage, 3 to 5%, of dietary Mn is really absorbed by the body, while much absorbed Mn is excreted very rapidly into the gut via the bile and only a small amount is retained. In general, the palm fruits contain high contents of Mn and can contribute to prevent diseases related to Mn deficiency. Inajá showed the highest content of Zn and could contribute with 13.13% of the RDA when 100 g of this fruit pulp are ingested daily.
as follows: Na = 1.3 to 1.5 g/day; Ca = 1 g/day; Mg = 310 to 400 mg/day; Cu = 0.9 mg/day; Fe = 8 to 18 mg/day; Mn = 1.8 to 2.3 mg/day; Zn = 8 to 11 mg/day (Institute of Medicine, 2006). Ca presented the highest macromineral contents in the majority of the samples, followed by Mg and Na. The highest micromineral contents were observed for Mn in açaí and buriti pulp, as well as Zn in inajá samples. Ca plays a key role in the health of bones, and it is involved in vascular, neuromuscular, and glandular functions in the body (Institute of Medicine, 2006). Ca levels < 10.71% of the RDA were found in the fruits, and they may be introduced into the diet of populations with a Ca deficiency. Good results are shown for Na, because the Na concentrations showed values of the RDA < 0.32%. In the human body, Na is necessary to maintain extracellular fluid volume and plasma osmolality, but there is little evidence of any adverse effect from low dietary sodium. On other hand, adverse effects of increased sodium intake are elevated blood pressure, which is directly related to cardiovascular disease and end-stage renal disease. Concentrations of Mg ranged from 84.28 to 12.64 in the palm fruits, which show that buriti and inajá pulps are natural sources in this macromineral. Cu concentrations ranged from 0.08 to 0.19 in the fruits. Buriti showed the highest content, being classified as a natural source of this micromineral because it encompasses 21.11% of the RDA. Therefore, buriti consumption can help to prevent diseases associated with Cu deficiency, including normocytic, hypochromic anemia, leucopenia, and neutropenia. The highest content of Fe was founded in buriti samples, which provide 11.75% of the RDA for adult males. The results showed highest levels of micronutrients for açaí, followed by buriti and inajá. Although of contribution of Mn was > 100% of RDA when açaí e buriti were ingested at 100 g per day, the concentrations are below the maximum tolerable intake level (11 mg·day-1)
ANTIOXIDANT CAPACITY The results of the antioxidant activity expressed in function of the production rate of formazan for different title mass (% m/v) of analyzed fruits, and standard deviations for each analysis are shown in Figure 1. Although acerola (Barbados cherry or West Indian cherry) is not an Amazonian fruit, this fruit was used for comparative purposes, due to its high ascorbic acid content and antioxidant potential (Nunes et al., 2011; Lima et al., 2011). All the fruits were observed to show antioxidant activity. The inhibition of O2•- radicals generated by the antioxidant action of the selected fruits were revealed by the smaller amount of NBT which was reduced to formazan when the reaction catalyzed by XOD processed in presence of its diluted pulps. As expected, the superoxide radical scavenging activity (RSA) was higher for acerola (96.39%), followed by buriti, açaí and inajá. Values of RSA were: buriti (84.28%), açaí (84.21%) and inajá (73.60%). Evaluating the closeness of the obtained results, a one-way ANOVA test was applied, followed by Tukey’s test, in order to identify significant differences among averages obtained with 20% of the fruits dilution. The ANOVA and Tukey’s test showed buriti and açaí with no significant difference (p < 0.05) between them in relation to their antioxidant behavior. Concentrations of vitamin C, phenolic compounds, and flavonoids in the fruits studied are presented in Table 4, as well as their antioxidant capacity for comparative purposes.
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Chemical variability in Amazonian palm fruits: açaí (Euterpe oleracea Mart.), buriti (Mauritia flexuosa L. f.)...
Figure 1. Antioxidant activity expressed as a function of production rate of Formazan for different title mass (%, m/v). Table 4. Concentrations of vitamin C, phenolic compounds and flavonoids in wet mass, and antioxidant capacity observed for fruit extract at 20% (m/v). Legend: ND = undetectable signal. Means followed by the same letter in the columns do not differ significantly from each other by the Tukey test at 5% probability level Bioactive compounds
Vitamin C mg·100g-1
Phenolic compounds EAG·100g-1
Flavonoids EQE·100 g-1
Antioxidant capacity (RSA %)
Açaí
80,00 ± 7,07
4,86 ± 0,79a
10,21 ± 1,16
84,21 ± 2,55a
Buriti
21,87 ± 1,63
5,17 ± 1,60a
ND
84,28 ± 2,90a
Inajá
37,70 ± 1,39
3,61 ± 0,40
ND
73,60 ± 1,08
Amazon fruits
a
The values of vitamin C content in fresh fruits are in the range of 21.87 to 80.0 mg·100 g-1 for buriti and açaí pulp, respectively. The Institute of Medicine (2006) establishes the RDA of 90 mg of vitamin C for a healthy adult, which allows classifying açaí and inajá pulps as foods high in vitamin C and buriti as a source in this nutrient. Comparing the obtained results with data from the literature, it can be seen that the vitamin C contents obtained are within the range reported for açaí pulp (Rufino et al., 2010) and buriti (Gonçalves, 2008). There were no published records for vitamin C concentrations in inajá pulp, and therefore, this work is the first to present data on the ascorbic acid content in this fruit. There are no significant difference (p < 0.05) between the phenolic compound concentrations of the
palm fruits. The knowledge of the content of phenolic compounds in fruits is important because it reflects the mechanism of adaptation and resistance of the plant to the environment, and it influences the flavor and the technological characteristics of the food, as well as the nutritive and functional potential of these fruits (Rocha et al., 2013). Comparing the results of the phenolic compound content with the literature, lower values were observed than those reported by Yamaguchi (2015) for extracts of hydroalcoholic residues of açaí fruits, while the present results were higher for açaí (Rufino et al., 2010) and buriti (Manhães & Sabaa-Srur, 2011). Only açaí pulp showed quantifiable concentrations of flavonoids.
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CONCLUSIONS Although the three tested fruits belong to the same botanical family, their analyses confirmed the natural compositional variability of these plants, which may be related to the different genera to which they belong, as well as the edaphoclimatic conditions of their natural environments. The fruits showed expected variations in bromatological parameters. They had good mineral contents, each being rich in one or more nutrients. From the nutritional point of view, their consumption can be recommended because of the beneficial effects of adequate contents, such as moisture, ash, lipid, protein, carbohydrate, and energy, as well as considerable mineral content, especially of microelements. The chemical composition of inajá fruit is presented for the first time, and its nutritional potential revealed. All the studied fruits may be considered promising sources of bioactive compounds having high antioxidant properties, increasing interest in them by the food industry because they retard oxidative degradation of lipids and thereby improve the quality and nutritional value of foods. Besides that, the fruits exhibit great potential for applications in the pharmaceutical, cosmetic, and food industries.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil Dinâmica da fertilidade do solo na agricultura itinerante de comunidades quilombolas na Mata Atlântica, Brasil Alexandre Antunes Ribeiro FilhoI, II, Cristina AdamsI, Sidneide ManfrediniI, Lucia Chamlian MunariIII, Joaquim Alves da Silva JuniorIV, Daniela IanovaliI, Jomar Magalhães BarbosaI, André Mateus BarreirosI, Walter Alves NevesI I II
Universidade de São Paulo. São Paulo, São Paulo, Brasil
Centro Universitário FACVEST. Lages, Santa Catarina, Brasil III
IV
Universität Hohenheim. Stuttgart, Germany
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil
Abstract: Shifting cultivation systems (SCS) are currently restricted to tropical areas. The classical nutrient flow model for SCS considers increasing soil fertility from the conversion phase, with the addition of nutrients contained in the biomass that was slashed and burned, and made available through ash. This study assessed the impacts of the conversion and cultivation phases on soils subjected to an SCS practiced quilombola populations of the Atlantic Forest, Brazil. We used a diachronic method in six experimental plots divided into two fallow age classes (10-15 and 25-30 years). The results showed that fire does not have a primary role in the cycling and maintenance of the stock of nutrients in the soil/vegetation complex. Furthermore, the soil fertility status was not significantly altered during the conversion and cultivation phases. Thus, the quilombola SCS shows specificity and that soil fertilization does not necessarily occur during the conversion and cultivation phases of SCS. The soils from fallow areas between ten and 30 years have eutrophic fertility conditions in relation to the mature forests, and are therefore viable from an agronomic standpoint. Therefore, the data on the impact of the quilombola SCS on soils concur as proscribed by law. Keywords: Shifting cultivation. Swidden. Soil chemistry. Fire. Nutrient cycling. Resumo: Os sistemas de agricultura itinerante (SAI) estão restritos, atualmente, às áreas tropicais. O modelo clássico de fluxo de nutrientes do SAI considera o aumento da fertilidade do solo durante a fase de conversão. Esse estudo avaliou os impactos das fases de conversão e de cultivo sobre os solos manejados por comunidades quilombolas que praticam a agricultura itinerante na Mata Atlântica, Brasil. Utilizamos o método diacrônico em seis áreas experimentais, divididas em duas classes de pousio (10-15 e 25-30 anos). Os resultados mostraram que o fogo não tem papel primário na ciclagem e na manutenção dos nutrientes do complexo solo/vegetação. Além disso, o status da fertilidade do solo não foi alterado significativamente durante as fases de conversão e de cultivo. Concluímos que o SAI quilombola mostra especificidades e que a fertilização do solo não ocorre necessariamente durante as fases de conversão e de cultivo. Os solos das áreas de pousio entre dez e 30 anos apresentam condições eutróficas com relação aos solos da floresta madura, sendo viáveis do ponto de vista agronômico. Portanto, os dados sobre os impactos do SAI quilombola sobre os solos estão de acordo com o previsto por lei. Palavras-chave: Agricultura itinerante. Corte-e-queima. Química do solo. Fogo. Ciclagem de nutrientes.
RIBEIRO FILHO, A. A., C. ADAMS, S. MANFREDINI, L. C. MUNARI, J. A. SILVA JR., D. IANOVALI, J. M. BARBOSA, A. M. BARREIROS & W. A. NEVES, 2018. Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 79-106. Autor para correspondência: Alexandre Antunes Ribeiro Filho. Centro Universitário FACVEST. Avenida Marechal Floriano, 947 – Centro. Lages, SC, Brasil. CEP 88501-103 (aaribeiro.filho@ib.usp.br). Recebido em 15/10/2017 Aprovado em 12/03/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
INTRODUCTION Shifting cultivation is an agricultural system that depends on the slashing and burning of forest cover to open cultivation plots, which are used temporally and left to fallow for several years to allow for the recovery of forest cover and soil fertility1 (van Vliet et al., 2012, 2013). However, shifting cultivation systems (SCS) have been considered as one of the main causes of tropical deforestation (FAO, 1985; Myers, 1993; Bandy et al., 1993; Brady, 1996), implicated for 30 to 35% of the Amazon forest loss (Serrão et al., 1996) and 50% of the rainforest in Indonesia (Jong, 1997). In addition, it is believed that the effects of SCS on tropical soils may compromise forests’ biodiversity (FAO, 1985; Myers, 1993; Bandy et al., 1993; Brady, 1996), and act as an important source anthropogenic global warming (Fearnside, 2005). The negative perceptions about the impacts of SCS on tropical forests have directed public policies in many countries in an attempt to eradicate this cultivation system (Ziegler et al., 2009; Adams et al., 2013; Heinimann et al., 2017). A review of the effects of SCS on soils (Ribeiro Filho et al., 2013) showed that there is no consensus whether they are beneficial or detrimental. Some authors point to degenerative results (Borggaard et al., 2003; Rasul et al., 2004), while others disagree based on a chronic lack of evidence (Mertz, 2002; Mertz et al., 2009; Bruun et al., 2009; Mukul & Herbohn, 2016). Evidence supporting SCS include reduced soil erosion when compared to other systems (Ziegler et al., 2009; Thomaz, 2013), as well as the maintenance of several ecosystem services: hydrological (Ziegler et al., 2009), biodiversity protection (Rerkasem et al., 2009) and potential carbon sequestration (Bruun et al., 2009). However, a recent meta-analysis that synthetized the literature on the overall effects of SCS on soil chemical properties (Ribeiro Filho et al., 2015) showed that pH values increase under shifting cultivation, while Total N
and C content are significantly reduced, and no significant impacts are observed on cation exchange capacity (CEC). These results support the position of those who argue for the sustainability of SCS, and highlight the importance of evaluating the soil system as a soil-vegetation complex (Ribeiro Filho et al., 2015). The Atlantic Forest has only 11.7% of its original cover (Ribeiro et al., 2009) and is considered one of the world’s top biodiversity hotspots (Myers et al., 2000) as well as a World Heritage Site by the United Nations. Present forest cover encompasses protected areas, private properties and indigenous people’s lands, including 375 quilombola communities (SOS Mata Atlântica, 2011); 88 of them are located in the region of the Ribeira Valley, São Paulo state (Andrade & Tatto, 2013). The quilombolas are descendants of former Maroon colonies, and are among the poorest and most marginalized rural communities in Brazil (PennaFirme & Brondizio, 2007; Adams et al., 2013). Since 1964, there has been a history of implementation of environmental laws and policies that have restricted agricultural practices and extraction of timber and nontimber forest products in the Atlantic Forest, affecting quilombolas livelihoods (Adams et al., 2013). In 2006, the Atlantic Forest Law (Federal Law 11.428, Federal Decree 6.600/2008) (Brasil, 2006, 2008) tried to correct previous restrictions allowing traditional populations, through the request of a license, to suppress forest in initial stages of succession for subsistence agriculture (Varjabedian, 2010). Resolution 27/2010 (São Paulo, 2010) regulated this license in the state of São Paulo but forbade the use of fire, which is being disputed by the quilombolas (Adams et al., 2013). The quilombola shifting cultivation follows the classic phases of this forest cultivation system, which has been practiced for millennia in tropical areas (Nye & Greenland, 1960; Adams, 2000; Pedroso-Junior et al., 2008, 2009; Mazoyer & Roudart, 2010; Heinimann et al., 2017).
The concept of soil fertility used here refers to the ability of the soil to provide nutrients in quantities and proportions suitable for cultivation (Lepsch, 2011).
1
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Although there is a basic pattern that characterizes SCS in tropical areas – conversion of the forest through slash-andburn of the vegetation, cultivation and fallow (Nye & Greenland, 1960; Mertz et al., 2009; Pedroso-Junior et al., 2009; Mazoyer & Roudart, 2010) – the practices vary depending on the community considered. The main function of the fallow, from an ecosystem standpoint, is to transfer nutrients from the soil back to vegetation biomass (Aweto, 2013). This investigation was carried out in a traditional shifting cultivation system in the Atlantic Rainforest (Brazil), practiced by quilombola Afro-Brazilian populations. Three research questions guided this study: (1) what is the role of biomass in soil fertility?; (2) does the quilombola SCS alter soil properties, as measured by changes in soil fertility?;
(3) what are the impacts of fire on the soil compartment, and how are they influenced by the availability of biomass? Here we present the first investigation of the impacts of quilombola SCS on Atlantic Forest soils, aiming specifically at assessing its effects on fertility.
MATERIAL AND METHODS STUDY AREA The study was conducted in an area of approximately 11,000 ha, in the quilombola communities of São Pedro (SP) and Pedro Cubas de Cima (PCC), in the municipalities of Eldorado and Iporanga, in the Ribeira Valley (São Paulo, Brazil) (Figure 1) (Santos & Tatto, 2008).
Figure 1. Quilombola communities and preservation units. Legends: SP = quilombo descendant community of São Pedro; PCC = quilombo descendant community of Pedro Cubas de Cima. Source: Santos & Tatto (2008).
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
The two communities are located at altitudes between 100 and 600 m that feature a monsoon climate (Am Köppen), with annual averages of 22 °C (varying between 17 °C and 30 °C) at lower altitudes. Rainfall is concentrated from October to March (69.4% of the total), with an annual average of 1,500 mm of rain (Gomes et al., 2013). The relief has two distinctive patterns, according to Theodorovicz & Theodorovicz (2007): (1) mountainous, with a declivity of hillsides that are generally over 30% with amplitudes of over 300 m; (2) predominantly undulated, with a predominance of declivities of between 20 and 30%, with amplitudes similar to the previous pattern. Due to the complexity of the formation of bedrock, which originated from a sequence of tectonic environments with significant geological age, there are different types of soil in the Ribeira Valley: Acrisol, Cambisol, Latosol, Neosoil and Gleysols (Santos & Tatto, 2008). The studied areas have a predominance of Cambisols (EMBRAPA, 2006; Ribeiro Filho, 2015). The predominant vegetation is dense ombrophilous forest (Brazilian Institute of Geography and Statistics - IBGE), covering 95% of the landscape with a mosaic of different successional stages (Ivanauskas et al., 2012). The experimental plots are located between 24° 31.173’ and 24° 30.405’ S and 48° 22.369’ and 48° 17.987’ W. São Pedro (SP) has borders with the communities of Ivaporunduva, Galvão, Pedro Cubas de Cima and with the Intervales State Park (Figure 1). The population in 2008 included 135 people and São Pedro’s official area is 4,688 hectares (Santos & Tatto, 2008), partially located in municipalities of Iporanga and Eldorado (SP). All agricultural land uses, with the exception of pastures, occupied less than 1% of the community’s land. The largest portion São Pedro’s territory was occupied by secondary natural vegetation of different ages in addition to more mature forest (Munari, 2009). The community received the deed to the land in 2001 (Santos & Tatto, 2008; Adams et al., 2013). Pedro Cubas de Cima (PCC) is bordered by the communities of São Pedro, Ivaporunduva and Sapatu, and the Intervales State Park, and is within the Serra do
Mar Environmental Protected Area (Santos & Tatto, 2008) (Figure 1). In 2008, the community was composed of 69 people (Santos & Tatto, 2008), covering a total area of 6,875 hectares. The pasture, opened by farmers who were not part of the community, constituted around 5% of the total area. This is the dominant form of land use, followed by rice plantation (Santos & Tatto, 2008). Secondary vegetation in different regeneration stages and mature forest covered 6,050 ha. Pedro Cubas de Cima was recognized as a quilombola community in 2003, but they are still waiting for the deed to the land (Santos & Tatto, 2008; Adams et al., 2013).
DEFINING THE EXPERIMENTAL PLOTS The research design used to study the dynamics of the fertility of the soil subjected to the SCS was diachronic monitoring (Yemefack et al., 2006), which was defined by Green (1979) as the ideal impact study design. The basic idea of this experimental design refers to the soil sampling of study areas before and after potential impacts (SCS practice), together with control areas adjacent to the plots (Manly, 2009). The SCS farming phases (conversion of the forest and cultivation) were monitored in loco by obtaining soil samples (see section “Sampling soil fertility”) before and during the conversion phase: phase 1, pre-conversion (before the beginning of the activities in the area); phase 2, post-fire (one week after the use of fire to clear the plot); phase 3, post-harvest (one week after the harvest). The areas were pre-defined in mutual agreement with the local informants. The declivity, exposure of the hillside, fallow age, history of use (proportion between years of cultivation and years of fallow), and the type of culture planted in each area were annotated for each plot (Table 1). With the purpose of addressing what is established by Resolution SMA/027 with the ideal fallowing period according to the farmers’ local ecologic knowledge (Nazarea, 1999), these areas were divided in two blocks/ groups: 10-15 (legal) and 25-30 (local knowledge) years of fallow. Initially, 13 areas were licensed, however, for
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Table 1. Independent variables for the six experimental plots. Legend: * = relation between: left number means quantity of agricultural crops; number right its time fallow. SP2
SP5
SP6
PCC2
PCC6
PCC7
Community
São Pedro
São Pedro
São Pedro
Pedro Cubas de Cima
Pedro Cubas de Cima
Pedro Cubas de Cima
Fallow time
10
12
30
30
15
30
Number of cultivations
2
3
2
3
3
2
History of use*
1:15; 1:15
1:12; 1:10; 1:15
1:30; 1:15
1:30; 2:30
1:15; 1:30; 1:10
1:30; 1:150
Declivity
20
35
30
30
0
35
Exposure of the hillside
Southeast
South
Northeast
Southeast
Plane
Northwest
Cultivation area (ha)
0,381
0,334
0,183
0,689
0,704
0,785
Culture planted
Maize
Rice
Maize
Maize
Rice
Maize
Coordinates (GPS)
22-J0766051/ 7287856
22-J0763401/ 7285743
22-J0764995/ 7287798
22-J0775693/ 7288199
22-J773390/ 7291819
22-J773785/ 7291198
several reasons related to the household dynamics (e.g. lack of labor), only six areas remained in the study (Table 1). Thus, six plots were monitored with the diachronic method, distributed between the communities of São Pedro (3) and Pedro Cubas de Cima (3). In total, three plots had been fallowed for 10-15 years, and three for 25-30 years (Table 1). The selection of the six experimental plots (EP) by the farmers was performed using previous knowledge of the history of land use, either experienced by the informant or informed by previous generations. Thus, areas that had produced abundant rice or maize crops, or both, were chosen if they had a fallow period of at least ten years. For the farmers, this is the minimum period needed for the recovery of soil fertility. The size of the plots varied from 0.2 to 0.8 ha (Table 1). Licenses from Environmental Company of the State of São Paulo (CETESB) were obtained for opening the EP.
the fallow period obtained from the informants), an estimate of the epigeal phytomass was conducted before the conversion phase. Initially, a structural study of the vegetation was conducted, in which three square portions of 10 x 10 m (total of 300 m²/area, adding up to 18 portions) were used to sample the biomass. All wooden individuals with height ≥ 1.5m had their diameter at breast height (DBH) and height measured (adapted from MuellerDombois & Ellenberg, 1974). Epigeal phytomass was initially estimated using the two existing models specific for the Atlantic Forest (Burger & Delitti, 2008). Other models used in the literature for this purpose have a pan-tropical scope and were discarded (Brown et al., 1989; Scatena et al., 1993; Chave et al., 2005; Barbosa et al., 2014). Subsequently, with the purpose of obtaining a more precise estimate of the epigeal phytomass, a new allometric equation was developed. The SP6 and PCC7 areas were chosen for sampling, since they were among the ones used for a previous phytosociological study, and represented the average structure of secondary forests in the quilombola territories (Gomes et al., 2013; Barbosa et al., 2014).
ESTIMATING BIOMASS To quantify the differences in stages of vegetation regeneration in the experimental plots (in addition to
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
SAMPLING SOIL FERTILITY Sub-samples of the soil were collected from the experimental plots (Table 1) with the use of parallel transects according to the contour lines of the terrain, in top, middle and bottom portions of the areas. Each sub-sample was handled independently, totaling three (3) points inside and two (2) outside, per transect, in each area. For each point, samples were collected at three depths (0-1 cm, 1-5 cm and 5-10 cm), totaling, 45 sub-samples of soil per experimental plot. The fertility analysis was conducted using the following parameters at the Laboratory of Soil, College of Agriculture, University of São Paulo (ESALQ/USP): pH in water and KCl (1:2,5), available phosphorus (P), potassium (K), exchangeable calcium (Ca), magnesium (Mg), and aluminum (Al), H +Al, sum of bases (SB%), cation exchange capacity (CEC), saturation of the CEC per base (V%) and saturation per aluminum (m%). The organic analysis used the following parameters: organic matter (O.M.) and organic carbon (O.C.). The physical analysis corresponded to the parameters: physical analysis of the texture, total sand, silt and clay (with dispersant) for the determination of the class of texture. The Department of Soils at the Federal University of Viçosa (UFV) conducted the total N analyses. All soil analyses were performed according to the methodology used for Donagema et al. (2011). The determination of the stability of the aggregates was conducted at Laboratory of Pedology of the Faculty of Philosophy, Letters and Human Sciences of the University of São Paulo. The methodology used was adapted from Grohmann (1960), and enabled the evaluation of the stability of soil aggregates by sifting with water.
In each area, the epigeal phytomass of two 100 m² plots was weighed, using the destructive method (Whittaker et al., 1974; Chapman, 1976; Burger & Delitti, 2008). Therefore, 66 trees were cut down at the base with the aid of chainsaws and axes. The leaves were manually separated from the twigs and branches, and the wet weights for all of these components were measured with a dynamometer in the field. Samples of the base of the trunk, of the twigs, branches and the leaves of each tree were separated in bags and identified. All of the subsamples collected in the field were sent to the laboratory and dried at 80 ºC until they maintained a constant weight to determine the dry weight (kg) of each tree.
MEASURING THE IMPACT OF FIRE Regarding the preparation for the fire, three components were considered to compose the evaluation of the efficiency of the fire (low, medium and high) over the soils of the experimental plots: the care and the quantity of work dedicated to the slash and chopping of the vegetation, which is responsible for producing a larger or smaller layer of facho (local term for the material of the slashed vegetation), which will serve as fuel to increase the efficiency of the fire; the drying period of the slashed vegetation; and the climate conditions prior to and on the day of the fire. Areas with a greater work investment were considered to potentially burn more efficiently. All of the information was written down in the plots’ spreadsheets. The temperature reached by the soil at the moment the epigeal phytomass was burnt was measured with the aid of thermocouples resistant to high temperatures connected to a “Fieldlogger Logger” (datalogger). The thermocouples were buried in five points of the studied area at three different depths, totaling 15 points in each experimental plot: 1 cm, 5 cm and 10 cm. The data was collected every three seconds starting 15 minutes before the beginning of the fire and ending 60 minutes after the end of the fire (Mamede & Araújo, 2008).
STATISTICAL ANALYSIS To identify the experimental plots’ pedological patterns, descriptive statistical tests were conducted for the variables that composed the soil fertility dynamics during the cultivation cycle. This same set of variables was subjected to a variance analysis (ANOVA), with the General Linear Model (GLM), which is commonly used in environmental analysis since
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it can process data with a variance structure that can be non-linear and not very constant (Bolker, 2008; Barbosa et al., 2014). With the GLM procedure, the averages for the different phases were compared with the multiple comparison test of Tukey (with a significance of < 5%).
According to our informants, a successfull burning depends on a period of little rain between the slash and the fire; a five day drought before the fire; a clear sky; low air humidity on the day of the fire, which occurs between 12 and 15 o’clock; existence of enough dry facho (biomass of the litter), not too decomposed; and a mild wind. An efficient fire results in bare soil, free of litter and eventual spontaneous plants that grow after the slash, enabling the farmers to use direct plantation techniques. In the EP the fire did not burn the thick branches and trunks, which are left in the plot, and sowing was performed right after the fire in a random way, in the free spaces between the unburned slashed vegetation. The points of the EP where the fire was not efficient were not sowed. Rice was planted in PCC6 and SP5, and maize in the remaining plots (SP2, SP6, PCC2 and PCC7, Table 1). The harvest was performed six to eight months later, after 3-5 days of drought, between February and June 2014. The 2013-2014 summer season was exceptionally dry, what compromised the productivity of the study’s EP (Ianovali, 2015).
RESULTS THE QUILOMBOLA SCS The groundcover (secondary vegetation) in the six EP was converted into agricultural plots in August 2013. Initially, the vegetation of the undergrowth (herbaceous plants, vines, shrubs and saplings) was cut (roçada, a local term) with the use of machetes and sickles to facilitate the large caliber wooden vegetation slash phase. The slash was performed in a joint effort system, that is, a group of up to ten farmers worked in a labor exchange system. Both the cutting and the clearing started from the lowest point of the plot (bottom) towards the higher areas (top). After two weeks, the wooden vegetation was cut with the use of axes and, eventually, chainsaws. The phytomass was left drying for 20 to 30 days. During this period, the cut branches and trunks were chopped (picar, local term). The chopped material, together with the leaves and branches that fell to the ground during the roçada and the decomposing wood, enables the spread of fire and is locally called facho (fuel material).
THE BIOMASS IN THE EXPERIMENTAL PLOTS The dry weight of the epigeal phytomass was composed by 81% of trunks and thick branches (or twigs), 9% of thin branches and 8% of leaf. Table 2 shows the results obtained for the epigeal phytomass in each EP: DBH (diameter at breast height), height and number (N) of the
Table 2. Epigeal phytomass in each experimental plot diameter at breast height (DBH), height and number (N) of the tree individuals sampled from the EP areas (N/ha = individuals per hectare), and the estimates of biomass using model obtained in this study. Area
Fallow (years)
Mean height
Mean (DBH)
Standard deviation (DBH)
N (total)
N/ha
Biomassa (mg/ha)
PCC6
10-15
4,17
3,51
0,35
178,00
5933
25,37
SP5
10-15
4,36
3,59
0,24
232,00
7733
30,58
SP2
10-15
5,23
4,84
0,42
190,00
6333
86,22
PCC7
25-30
4,09
4,15
0,43
270,00
9000
114,71
PCC2
25-30
4,71
4,84
0,61
195,00
6500
116,65
SP6
25-30
5,20
5,76
0,27
244,00
8133
161,91
Mature forest
+150
6,49
7,73
1,01
161,00
5367
272,85
85
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
THE EFFECTS OF FIRE ON THE SOIL The average preparation time for burning the plots was 18 hours (Ianovali, 2015) (Table 3). The drying period of the slashed vegetation varied between 22 and 30 days, and a 4-to-6 day period with no rain was observed before the biomass was burned. The plots were burned for around one hour. The fire efficiency means areas with a greater work investment were considered to potentially burn. It was low in SP6 and high in PCC7, being average for the other studied areas. Despite these variations, in the 1 cm soil layer the maximum temperature remained under 60 °C and the average increase in temperature after the fire, for all plots, was 10 °C (Table 3).
sampled trees, and the number of individuals per hectare (N/ha). The estimated biomass for the six EP plot areas had a positive correlation with the fallow age informed by the farmers (pearson correlation of 0.8 with a significance level of < 0.01%). Table 2 shows the epigeal phytomass estimates using the allometric model obtained in this study (ln = Napierian logarithm; PS = dry weight [kg]; d = diameter; h = height): Eq. 1 lnPS = -3.04992 + 0.92198 ln(d²h) In the areas used to calculate the allometric model (200 m²), the diameter of the weighed trees ranged between 3.18 and 34.5 cm, and the total dry weight of the slashed biomass was 3,544.2 kg.
Table 3. Fire characteristics and effects in each experimental plot. Legend: * = source Ianovali (2015). Soil depth (cm)
PCC6
SP5
SP2
PCC7
PCC2
SP6
Long fallow
10
10
15
25
30
30
Estimate of the biomass (mg/ha)
25,37
30,58
86,22
114,71
116,65
161,91
Preparation for the burn (hours)*
12
15
8
36
24
12
Efficiency of the fire
Mid
Medium for high
Mid
High
Mid
Low
Time measured (minutes)
203
109
98
118
122
66
119,33 (41,66)
Total burning time (minutes)
57
55
45
84
48
40
54,83 (14,25)
1
24,8
56,6
28,8
41,4
23,6
42,9
36,35 (11,77)
5
22,2
28,9
26,5
31,8
24,3
29,6
27,22 (3,26)
10
21,3
24,0
26,4
24,9
23,1
24,4
24,02 (1,57)
1
2,0
2,6
2,1
20,3
2,6
6,9
9,98 (9,60)
5
2,8
4,9
2,0
10,3
2,7
0,7
3,90 (3,12)
10
1,6
2,0
2,0
3,3
1,4
2,1
2,07 (0,60)
Maximal soil temperature (ºC) under fire
Temperature (ºC) difference before and after the fire
86
Mean (SD)
18 (10,4)
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
EFFECTS OF THE QUILOMBOLA SCS ON SOIL FERTILITY DYNAMICS (ANOVA) The results of the multiple comparisons with ANOVA adjusted using Tukey with the GLM procedure between the stages of the SCS in the experimental plots showed that, in general, there were no significant changes in the soil’s fertility condition between the beginning (pre-conversion) and the end (post-harvest) of the agricultural period of the EP areas (Appendix). The soil’s pH (for the H2O and KCl methods, 1:2.5) had average values that differed among the six EP areas, however, with the exception of PCC2, the areas with a fallow of 10-15 years had less acid soils (pH H2O > 5.0) than the ones with 25-30 years of fallow (pH H2O < 5.0) (Appendix). However, the soil pH did not vary significantly between the SCS phases for each of the six investigated EP’s, even considering the three depths that were analyzed (Appendix). In regards to the average pH (H2O and KCl) at different depths, calculated by adding all the samples from a same layer, the 1 cm layer differed significantly from the 5 and 10 cm layers, while these two did not have significant differences between them (Appendix). The initial content of macronutrient P differed among each of the six plots (Figure 2 and Appendix). For P, there were significant changes from phase 1 (pre-conversion) to
phase 2 (post-fire), with increased concentrations in PCC6 and PCC7 (p < 0.001) (Figure 2). The other areas also presented changes in the average content; however, the differences were not significant (Figure 2 and Appendix). Despite the change in the content of P after the fire, the soil returned to the initial condition after harvest (Figure 2 and Appendix). In regards to depth, with the calculation of the averages from all of the areas, layers 1, 5 and 10 cm had decreasing differences in the content of P. In PCC6 the change in content of P after the fire occurred only at the superficial layer (p < 0.001), while in PCC7 the change occurred only in the 5 cm layer (p = 0.0015) (Appendix). The average values for K also differed among EP’s (Figure 3 and Appendix). The average values of K in the soil changed significantly in 50% of the experimental plots; in the 10-15 years old plots the differences were statistically significant (Figure 3 and Appendix). Like what happened for P, the main changes occurred after the conversion, with an average increase of 50% in the content of K. However, these soils returned to the initial condition after the harvest, with the exception of PCC6. When the variation was analyzed by depth layer, there was a variation for the 1 cm layer from P1 to P2 in PCC6, SP2 and SP5 (p < 0.001) and on the 5 cm layer for SP2 and SP5 (p < 0.001). The other areas did not have significant changes (Figure 3 and Appendix). In regards to depth, the average
Figure 2. Average values of phosphorus (P) for P1, P2 and P3 with a standard deviation. Significant differences occurred in PCC6 and PCC7 from P1 to P2 (n = 27/phases/plot).
Figure 3. Average values of potassium (K) in P1, P2 and P3 with a standard deviation. Significant differences occurred in SP2, SP5 and PCC6 from P1 to P2 (n = 27/phases/plot).
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
value considering all of the areas, for layers 1, 5 and 10 cm, had decreasing differences in the content of K (Appendix). For the other three bases connected to soil fertility, Ca and Mg there were no significant changes in the average values for the different phases of the quilombola SCS (Appendix). In regards to depth, with averages obtained from the data from all of the areas, layers 1, 5 and 10 cm had decreasing differences in the content of Ca and Mg, respectively, while the content of Al had increasing differences, respectively (Appendix). The same happened for the potential acidity (H + Al) and for the sum of bases (SB), whose average values were calculated using all the plots. They have differences in regards to soil layer: the deeper layers have significantly lower values when compared to the more superficial ones (Appendix). The variables correlated to soil fertility, saturation per base (V%) and saturation per aluminum (m%), had coherent results, that is, the differences in the average value of V% varied in the following decreasing order: PCC2 > PCC6 > SP5 > SP2 > SP6 > PCC7 (Appendix). These differences did not correlate with the fallow class (Appendix). PCC2 (average for V% of 56.2%) and PCC6 (V% of 46.22%) (Appendix) were soils that presented closer to eutrophic conditions. Despite these differences, there was no significant change in the soil fertility status from the conversion to harvest phases (Appendix). Soil layers showed decreased fertility from 1 to 10 cm (Appendix), with the averages being calculated using data from all of the plots. The EPâ&#x20AC;&#x2122;s soils demonstrated different O.M. and O.C. contents, and they also presented significant differences in PCC6, which had higher contents when compared to the others (118.44 g.kg-1) (Appendix). The average values of the organic matter, CEC, organic carbon and total N (nitrogen) (Appendix) contents did not demonstrate significant variations between the SCS phases for all areas. In PCC2 and PCC6 there was an increase in the content for O.M. and O.C. after the
harvest (Appendix), however the control areas had the same variation, showing that the increase was not directly related to the effect of the SCS (non-showed data). Average total N didnâ&#x20AC;&#x2122;t show a significant variation between the phases of the SCS, with the exception of PCC6, in which the content decreased significantly in P3 (p < 0.001) (Appendix). The macroaggregates stability evaluation indices followed the same distribution pattern of the average values of the variables that measure the organic components of soil (O.M., O.C. and total N). The soil layers had decreasing average values for these variables from 1 to 10 cm, respectively (Appendix). In regards to the texture of the soil, there was no change in the class between the conversion and harvest phases (Appendix). On the other hand, the 1 cm layer had less clay than the deeper layers in all plots (Appendix).
DISCUSSION In this section, we discuss the results obtained addressing the research questions proposed in the introduction: (1) what is the role of biomass in soil fertility?; (2) does the quilombola SCS alter soil properties, as measured by changes in soil fertility?; (3) what are the impacts of fire on the soil compartment, and how are they influenced by the availability of biomass? THE ROLE OF BIOMASS IN THE QUILOMBOLA SCS The structure of the secondary vegetation studied herein had characteristics in common with those reviewed by Brown & Lugo (1990). Among them, the larger number of tree individuals with a DBH < 10 cm and an average height of 5 m (Table 2). The epigeal biomass of the studied experimental plots with 10-15 and 25-30 years of fallowing (Table 2) was also within the range for secondary forests in tropical mountainous ecological zones (Brown & Lugo, 1990). The stocks of epigeal biomass in the thick stalks and trunks corresponded to 81% of the total epigeal biomass, and were also very close to the values found
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throughout the Amazon for the same level of estimated biomass (Uhl & Jordan, 1984; McGrath, 1987; Johnson et al., 2001; Sampaio et al., 2003). However, despite the differences in the amount of biomass between the two fallow age groups, average increases in soil temperature were similar in the EP (Appendix). This can be explained by the fact that the fraction of total biomass contained in thick stalks and trunks is usually not burned during the conversion phase in SCS (Denevan, 1971; McGrath, 1987; Thomaz et al., 2014). The gain in biomass from young (10-15 years) to more mature (25-30) fallows may have occurred mainly in this compartment of vegetation, while the burnt fraction (leaves, twigs and branches) could be more similar (Johnson et al., 2001). The gain in biomass per year in tropical mountainous ecological zones (approximately 4.5 tons/hectares) (Brown & Lugo, 1990) corresponds to the results obtained in this study, calculated from the data in Table 3. It is also worth noting that growth rates are higher in the first 15 years of biomass growth (2 to 4 times higher), which is drastically reduced after 30 years of fallow (Uhl & Jordan, 1984; Brown & Lugo, 1990), as was also observed by other areas of the study (Ribeiro Filho, 2015). In the quilombola SCS, the soils with fallows between 30 to 55 years were close to the soil fertility conditions of mature forests, as described by Ribeiro Filho (2015), that is, with low fertility, which would explain the drastic reduction in the biomass’s growth rate in old fallows (Brown & Lugo, 1990; Johnson et al., 2001). The importance of the biomass contained in thick stalks and trunks for SCS was acknowledged by Aweto (2013), who used it as a criterion in his typology of SCS. In systems where unburned biomass is removed from the plot for other uses, as in the Miombo system in Zambia (Stromgaard, 1988; Ando et al., 2014), the cultivation/ fallow ratio changes increasing the need for a longer fallow period for the recovery of the removed nutrients (Kleinman et al., 1995). The constant removal of biomass also causes changes in the phytophysiognomy of the forest (Stromgaard, 1988; Ando et al., 2014), and also
affects the efficiency of fire by increasing the percentage of burned biomass (Stromgaard, 1988). In the quilombola SCS this biomass is not removed, thus permitting greater preservation of complex soil/vegetation nutrients, and in turn ensuring adequate regeneration of the forest to its ecological conditions.
SOIL FERTILITY DYNAMICS UNDER THE QUILOMBOLA SCS One of the main benefits of the SCS’s conversion phase (slash-and-burn of the vegetation) is the quick and immediate release of mineral nutrients (P, K, Ca, Mg, among others) from the ashes to the soil (Juo & Manu, 1996). Tropical soils are generally considered dystrophic due to their high acidity, low activity clay content, and low CEC that make them unsuitable for cultivation (Kleinman et al., 1995; Juo & Manu, 1996; Ribeiro Filho et al., 2013). Ribeiro Filho et al. (2015) confirmed the dystrophic condition for the majority of mature forest soils reviewed in different tropical regions. The changes in the soil during the cultivation phase are a result of an interaction of different processes: clearing the area and the interruption of the cycle of nutrients; slashand-burn and addition of the ashes; decrease of the O.M. and nutrients; and physical deterioration (Aweto, 2013). Different soil parameters have been used to evaluate the SCS cycle (Sanchez, 1977; Tulaphitak et al., 1985; Bewket & Stroosnijder, 2003). In the conversion phase, the quantity of nutrients released depends on their concentration in the biomass and fire efficiency (Juo & Manu, 1996; Ribeiro Filho et al., 2013). Yet, a fast increase of pH, exchangeable bases, CTC and P available in the surface of the soil is expected after burning (Juo & Manu, 1996; Ribeiro Filho et al., 2013, 2015). The soils from the experimental plots in this study had different initial fertility conditions (Appendix). From an agronomic standpoint, the 10-15 year plots had relatively better soil than the 25-30 year ones (Appendix). Yet, soil fertility in the older fallow areas
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
was superior to mature forest soils that composed the forest matrix of the studied area, with V% < 10% and m% > 80% (Ribeiro Filho, 2015). Despite having different initial fertility conditions, the six experimental plots investigated did not show significant changes during the agricultural phase (conversion and cultivation) (Appendix). Fertility status in the older plots (25-30 years) did not change after the use of fire. In contrast, the plots with shorter fallow periods increased their K content after the fire, but this increase was not maintained after the harvest (Figure 3). This difference in K is explained by this nutrientâ&#x20AC;&#x2122;s higher concentration in the leaves portion of the younger groundcover when compared to the older ones (Johnson et al., 2001). This is corroborated by the decreasing concentration of macronutrients in the ashes: P > K > Mg > Ca (Thomaz et al., 2014), as well as the fast transfer of K from ashes to the soil (Menzies & Gillman, 2003). Therefore, our results indicate that the dynamics of the largest proportion of nutrients of the soil/vegetation complex (stocked in the trunks, thick branches and roots) of the quilombola SCS may not be connected to the use of fire, as discussed in the next section. The unburned biomass maintains a considerable part of the stock of nutrients from the system, which is released by the decomposition and mineralization of organic matter throughout the whole SCS cycle, from cultivation to fallow (Ewel et al., 1981; McGrath, 1987; Andriesse & Schelhaas, 1987a, 1987b; Johnson et al., 2001; Sampaio et al., 2003; Thomaz et al., 2014). One could argue that the results were biased by the atypical drought in the region during the 2013-2014 summer season (Ianovali, 2015), that compromised crop production in the experimental plots. In the EP, agricultural production was compromised during the pollination and fructification phases of the cultivars (Ianovali, 2015), thus avoiding nutrient loss due to uncovered soil. Yet, the removal of nutrients contained in the crops was minimized and the residues were left on the soil
after the harvest phase. For this reason, the impact of agricultural production on the stock of nutrients could not be evaluated. The eutrophic condition of the soils in the intermediate stage of fallow (10-15 years) of the quilombola SCS is less sensitive to the corrective effects of the ashes produced by the fire (Ando et al., 2014), with the exception of the increase of K (Yemefack et al., 2006). As stated above, the O.M., as well as the O.C. and total N of the soil, maintained the same levels of the initial condition of the soil after the agricultural phase (conversion and cultivation). However, the content of O.M. in the soils of both classes of groundcover is significantly lower than the content in the mature forest soil (Ribeiro Filho, 2015). Therefore, the preservation of the O.M. in the agricultural phase does not mean that the quilombola SCS is not losing this soil component (Ribeiro Filho et al., 2015; Ribeiro Filho, 2015). Lal (2005) showed that the conversion of natural ecosystems to agroecosystems generally causes a depletion of 25-50% of the O.M.. The conditioning factors are related to the decrease of the production of litter and the exposure of soil to the weather, leading to the stabilization of the quantity of O.M. at a lower level (Murty et al., 2002; Lal, 2005; Aweto, 2013). In turn, the decrease in the production of litter is influenced by the number of cultivation cycles, the crop management, texture and structure of the soil, fire intensity, as well as the ecological zone (Murty et al., 2002; Lal, 2009; Aweto, 2013; Ando et al., 2014). When a mature forest is converted, the loss of O.M. is more significant (Nye & Greenland, 1960; Juo & Manu, 1996; Giardina et al., 2000; Murty et al., 2002), and it could take a century for the soil to return to its initial condition (Nye & Greenland, 1960; Uhl & Jordan, 1984; Brown & Lugo, 1990; Juo & Manu, 1996; Giardina et al., 2000; Murty et al., 2002). However, slashing mature vegetation is not only more difficult due to the larger DBH of the trunks, requiring more manpower, but it requires much more efficient fire to remove the necessary nutrients from the
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vegetation to the soil, due to its dystrophic nature. Not only do thin branches and leaves need to be burned, but thicker branches and trunks as well. The higher efficiency of the fire increases the risk of uncontrolled fire, in addition to increasing the temperature of the soil, causing more negative effects in its properties (Ribeiro Filho et al., 2013; Ando et al., 2014). Furthermore, the immediate availability of large quantities of nutrients augments the risk of losing them from the system, due to the increase of in decomposition rate, water and wind erosion, and leaching (Sampaio et al., 2003; Yemefack et al., 2006; Ribeiro Filho et al., 2013; Thomaz, 2013). The quilombola SCS currently restricts its cycle exclusively to secondary vegetation areas (Pedroso-Junior et al., 2008, 2009; Adams et al., 2013) and therefore the O.M. is stabilized at a much lower level than for mature forest soils (Ribeiro Filho, 2015). Regarding the dynamics of the texture of soil, our results show that it did not vary during the studied diacronic. As previously discussed, the drastic decrease of rainfall averages during the cultivation phase could have minimized the effects of the soil exposure, especially erosion (Ribeiro Filho et al., 2013; Thomaz, 2013). Yet, the high temperatures recorded (Ianovali, 2015) could be responsible for an increase in the decomposition and mineralization rate of the O.M., causing its decrease in the plots soil (Giardina et al., 2000; Murty et al., 2002). However, a reduction of O.M. was not verified by this study, corroborated by the evaluation of the macroaggregates’ stability dynamics (Appendix). Most of the results presented for the soil’s variables evaluated in the quilombola SCS seem to disagree with those found in the majority of studies that evaluate the dynamics of the soil under the SCS’s conversion and cultivation phases (Ribeiro Filho et al., 2013, 2015). The studies meta-analyzed by Ribeiro Filho et al. (2015) showed, for example, that the pH of the soils under SCS increases. But the majority evaluated its dynamics using synchronic methods (Yemefack et al., 2006), which do not
capture the soil dynamics under the immediate influence of fire. In the quilombola SCS, soil acidity is altered in the fallow phase, presumably when the slow decomposition of the majority of the vegetation did not burn during the conversion phase. On the other hand, the soil’s CEC did not change during the agricultural phase in the quilombola SCS, corroborating the results obtained by the meta-analysis (Ribeiro Filho et al., 2013, 2015). However, the study with synchronic method used to evaluate the quilombola SCS (Ribeiro Filho, 2015) showed that soil CEC in mature forests is significantly higher than in secondary forests of different age classes. The increase in O.M. and the presence of the mantle of roots on mature forests soils may explain this difference (Giardina et al., 2000; Murty et al., 2002). The diachronic method used here opens new perspectives for the understanding of the role of fire in the nutrient dynamics of the of the soil/vegetation complex under SCS. Moreover, it contributes to the demystification of the use of fire, generally described as the main source of negative impacts of the soils subjected to shifting cultivation (Ribeiro Filho et al., 2013), as can be seen in the next section.
THE IMPACT OF FIRE ON THE SOIL/ VEGETATION COMPLEX The fire used in the SCS is considered essential by the quilombola farmers, as well as in other SCS’s in tropical regions (Kauffman et al., 1993; Giardina et al., 2000; Tanaka et al., 2001, 2004; Carmenta et al., 2013; Norgrove & Hauser, 2014). However, the usually topdown policies that regulate the use of fire are characterized by wrongful understandings of local practices, capacities and rationales (Carmenta et al., 2013), putting at risk SCS’s and criminalizing traditional people’s subsistence activities (Adams et al., 2013; Carmenta et al., 2013; Futemma et al., 2015). The efficiency of fire in shifting cultivation systems can vary from 30 to 58% of the total slashed biomass (Kauffman et al., 1995; Fearnside & Barbosa, 1998;
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Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
Graça et al., 1999; Sorrensen, 2000; Sampaio et al., 2003). The production of ashes is equivalent to approximately 2% of the slashed biomass, and the production of coal may be two or three times larger (Kauffman et al., 1995; Fearnside & Barbosa, 1998; Graça et al., 1999; Sorrensen, 2000; Sampaio et al., 2003). The majority of the remaining slashed vegetation (from 60 to 80% of total biomass, represented by the scorched material plus trunks and branches with a DBH above 5-10 cm and roots) is left on the soil during cultivation and fallow phases (Denevan, 1971; McGrath, 1987; Fearnside & Barbosa, 1998; Graça et al., 1999; Kauffman, 2003; Sampaio et al., 2003; Thomaz et al., 2014). Despite not having been evaluated in a systematic manner, this study observed that the fire consumed the same components from the epigeal biomass of the previously mentioned studies. The efficiency of the fire in the conversion of groundcover in the plots under the quilombola SCS was the average for the majority of the EP’s (Table 3). Burning the vegetation generally makes only a fraction of the total nutrients fixed in the epigeal biomass immediately available, between 15 to 18% of the total slashed biomass (Ewel et al., 1981; Andriesse & Schelhaas, 1987a, 1987b; Johnson et al., 2001; Kauffman, 2003; Sampaio et al., 2003; Thomaz et al., 2014). The remaining biomass will decompose in a slow process that may take from 5 to 20 years (Jordan, 1985; Proctor, 1989), as verified in the quilombola SCS. The speed of this process will depend on the slashed vegetation’s structure, composition, type; the soil’s structure, texture, topography; the type of farming; and the ecological zone in which the SCS is established (Andriesse & Schelhaas, 1987a, 1987b; Brown & Lugo, 1990; Sanchez & Logan, 1992). The fire, which promotes the production of fertilizing ashes in SCS (Nye & Greenland, 1960; Sampaio et al., 2003; Ribeiro Filho et al., 2013; Thomaz et al., 2014), did not significantly alter the soil fertility status of the EP’s (Appendix). These soils, when converted, already had an altered and augmented fertility status when
compared to mature forest soils, probably due to the slow decomposition and mineralization of the unburned biomass from previous cultivation cycles (Ribeiro Filho, 2015). The possible explanation for the lower fertility of soils fallowed for 25-30 years, when compared to the younger groundcover, is that the vegetation has probably already fixed all the unburned biomass from previous cultivation, since this time period is longer than the one needed for its decomposition (Ribeiro Filho, 2015). Therefore, the regeneration of secondary vegetation that is 25-30 years or older would depend on the remaining stock of nutrients available in the soil, mainly the organic matter (Appendix) (Juo & Manu, 1996; Sampaio et al., 2003; Yemefack et al., 2006), which would progressively lead to the dystrophic condition found in mature forests. According to Sanchez & Logan (1992), the fallow would not improve fertility per se, but simply accumulate nutrients in the plants’ biomass. In the EP investigated here, there was no increase in the temperature of the soil surface after the fire (Table 3) that could compromise the micro and macrofauna and the seeds bank, or promote the volatilization of elements such as Nitrogen and Sulfur (Nye & Greenland, 1960; Kauffman, 2003; Sampaio et al., 2003; Yemefack et al., 2006; Mamede & Araújo, 2008; Thomaz et al., 2014). As mentioned above, the low impact of the fire on the soil may be explained by the partial burning of the slashed biomass (McGrath, 1987; Sampaio et al., 2003; Thomaz et al., 2014; Ando et al., 2014). Moreover, during the burning of vegetation the soil humidity prevents the temperatures from exceeding 100 °C before all the water evaporates (Neary et al., 1999; Thomaz et al., 2014; Ando et al., 2014). Similar results were obtained by Kauffman et al. (1995), Certini (2005), Sampaio et al. (2003), and Thomaz et al. (2014). The use of fire by the quilombolas, in addition to being a cheap way of making room for cultivation areas, may introduce nutrients to the soil through the ashes, control pests and diseases and increase the mineralization of N (Aweto, 2013). Likewise, the use of fire enables the
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quilombola SCS’s farmers to optimize the scarce manpower in this system (Pedroso-Junior et al., 2008, 2009; Adams et al., 2013; Ianovali, 2015). In other systems (Norgrove & Hauser, 2014), burning the vegetation decreased the risk of farmers being attacked by venomous animals, as well as of predation by animals that were run off by the fire. Although the exclusion of fire might be necessary to speed up the recovery of SCS and increased the stock of carbon in the ecosystem (Norgrove & Hauser, 2014), the results from the diachronic method showed that the fire used by in the quilombola SCS does not risk the viability and sustainability of the system, provided there is enough area available to maintain production. In the communities of São Pedro and Pedro Cubas de Cima investigated here the farming area available for shifting cultivation (secondary vegetation) corresponds to 15%-18% of the territory, respectively (Munari, 2009; Adams et al., 2013). In addition to having the function of recovering the soil/ vegetation complex affected by the quilombola SCS, these areas have important values for human use, such as collecting medicinal plants and wood for making tools and construction, as well as attracting fauna (Pedroso-Junior et al., 2008; Taqueda, 2009; Adams et al., 2013; Prado et al., 2014; Ianovali, 2015).
concept. In this system, the maintenance of nutrients of the soil/vegetation complex in the system happens due to a dynamic rarely described in the revised literature. Namely, that the movement of nutrients from the vegetation compartment to agricultural availability uses fire as a key agent, but only when a new area is incorporated into the system at first. After the mature forest areas are cleared, the SCS cycle is established in secondary vegetation plots, where fire is less efficient, leaving unburned biomass that slowly provides nutrients to the system, especially during the fallow period. The soils from fallow areas between ten and 30 years have eutrophic fertility conditions in relation to the mature forests, and are therefore viable from an agronomic standpoint. Therefore, the data on the impact of the quilombola SCS on the remaining Atlantic forest soils of the Ribeira Valley (São Paulo, Brazil) concur as proscribed by law, which considers that the ideal fallow cycle for farming is between 10-12 years.
ACKNOWLEDGEMENTS Our sincerest thanks to quilombola communities of São Pedro, Pedro Cubas, Pedro Cubas de Cima, and Ivaporunduva, which helped us with this research and shared their knowledge. We appreciate the contribution of Dr. Eduardo P. C. Gomes (Botanical Institute, Secretariat of Environment of the State of São Paulo), especially for leading the study of epigeal phytomass. We are grateful to the Socio-Environmental Institute (ISA) and the School of Arts, Sciences and Humanities (EACH-USP) for logistic support, and to the State of São Paulo Environmental Company for the licenses for conducting fieldwork. We would also like to thank the support of the São Paulo Research Foundation (FAPESP) through a Research Support (17.651-1).
CONCLUSIONS The results of the diachronic method used in this study showed that the quilombola SCS does not alter soil’s fertility properties during the conversion and cultivation phases, including the use of fire. The plots that have 10-15 years of fallow have more fertile soils than those with 25-30 years. Our initial hypothesis was that the older plots with more biomass would burn more efficiently and would show significant changes in the soil’s fertility. However, with the exception of K, the other evaluated soil variables responded in the same manner for both fallow classes of the experimental plots. This study highlighted the fact that the quilombola SCS is quite specific when compared to the general SCS
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
Appendix. Descriptive analyzes of soil sub-samples collected in the pre-conversion (P1), post-fire (P2), and post-harvest (P3) at three depths in the areas of experimental fields. Legends: * = average significantly different – General Linear Model (MLG) – set with Tukey (P2 different from P1); ** = average significantly different – General Linear Model (MLG) – set with Tukey (P3 different from P1); P = phosphorus; K = potassium; Ca = calcium; Mg = magnesium; Al = aluminum; SB = sum of bases; CEC = cation exchange capacity; V = saturation of the CEC per base; m = saturation of the CEC per aluminum; O.M. = organic matter; O.C. = organic carbon; Total N = Total Nitrogen; WMD = Weighted Medium Diameter; GAD = Geometric Average Diameter. (Continue) -1 pH (H O) pH (KCl) P (mg.kg ) K (mmloc kg-1) Área Soil depht 2 N PCC2 (cm) P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1 P2 P3 1.00 Average
Standard deviation
Área PCC2 Average
Standard deviation
Área PCC2 Average
Standard deviation
Área PCC2 Average
Standard deviation
9
5.48
5.84
5.36
4.84
4.68
4.94
2.60
4.20
2.00
4.02
5.38
6.60
5.00
9
5.10
5.07
5.08
4.35
4.12
4.55
1.50
2.00
2.00
2.02
4.30
4.17
10.00
9
5.03
4.78
4.87
4.10
3.85
4.15
1.5
1.17
1.67
1.35
1.45
3.50
1.00
9
0.25
0.61
0.55
0.33
0.55
0.54
0.55
2.17
0.71
1.34
2.04
3.21
5.00
9
0.25
0.67
0.24
0.30
0.49
0.34
0.55
1.10
0.63
0.29
2.86
2.32
10.00
9
0.12
0.40
0.22
0.17
0.30
0.18
0.55
0.41
0.82
0.31
0.79
2.26
Soil depht (cm)
N
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
71.40
76.40
76.60
34.60
28.40
39.00
2.60
5.40
2.60
80.80
77.20
72.60
5.00
9
35.83
34.17
59.50
19.17
15.67
22.50
6.17
9.00
3.50
69.83
73.17
62.33
10.00
9
10.00
11.50
14.33
9.83
8.33
10.00
11.83
14.00
5.67
63.00
69.33
59.50
Ca (mmloc kg-1)
Mg (mmloc kg-1)
Al (mmloc kg-1)
H + Al (mmloc kg-1)
1.00
9
23.30
32.99
38.58
14.12
14.01
18.59
2.07
2.51
3.05
6.61
11.86
7.83
5.00
9
17.54
21.66
40.36
7.57
6.38
12.37
5.12
9.01
4.81
8.08
20.48
6.31
10.00
9
6.32
12.11
5.35
1.60
4.84
3.10
4.71
10.22
2.73
2.97
7.99
6.50
Soil depht (cm)
N
1.00
9
110.02 110.04 122.20 190.72 187.30 194.80 56.20
SB (mmloc kg-1) P1
P2
P3
CEC (mmloc kg-1) P1
P2
V (%)
P3
P1
m (%)
P2
P3
P1
P2
P3
56.40
61.00
3.00
2.80
5.60
5.00
9
57.02
54.18
86.17
126.95 127.28 148.50 43.33
41.17
53.50
12.67
7.50
18.33
10.00
9
20.98
21.63
27.83
83.88
91.18
87.33
24.67
21.67
31.50
37.17
18.17
42.50
1.00
9
35.55
48.19
42.04
31.85
39.30
38.01
10.80
13.63
11.94
4.12
5.72
4.83
5.00
9
24.50
29.80
51.35
18.64
31.28
49.62
13.16
16.63
17.96
13.03
15.20
22.38
10.00
9
7.66
17.75
7.57
5.56
23.24
7.34
7.15
11.48
7.56
14.12
11.00
28.44
Soil depht (cm)
N
1.00
9
93.20
79.40 202.20* 54.20 45.80
117.40 4.14 3.44 2.26
3
224.67 292.33 315.33
5.00
9
48.50
48.67
52.33
28.00 28.17
30.50
3.42 3.71 2.08
3
202.33 265.00 281.67
10.00
9
30.83
31.33
43.83
17.83
18.17
25.50
2.43 2.52 2.12
3
181.67 247.67 248.33
O.M. (g/kg) P1
P2
O.C. (g/kg) P3
P1
P2
Total N (g/kg) P3
P1
P2
P3
Total sand (g/kg) N
P1
P2
P3
1.00
9
29.29
25.44
82.31
17.05
14.96
47.56
0.78 1.06 0.51
3
16.17
15.31
4.16
5.00
9
4.76
6.38
6.12
2.76
3.82
3.51
0.36 0.95 0.41
3
12.66
13.08
1.53
10.00
9
3.92
6.31
22.46
2.23
3.54
13.14
1.17 0.71 0.72
3
26.08
12.74
8.50
99
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
Appendix. Área PCC2
Average
Standard deviation
Área PCC6
Average
Standard deviation
Área PCC6
Average
Standard deviation
Área PCC6
Average
Standard deviation
(Continue) Silt (g/kg)
N
1.00
3
289.67 308.67 297.00 401.33 399.00 387.33
5.00
3
313.33 286.33 299.00 484.67 448.67 419.00
10.00
3
311.00 267.67 267.67 591.67 484.67
1.00
3
99.68
14.57
3.61
100.76
6.56
1.15
5.00
3
36.07
20.23
15.62
24.68
33.20
13.86
10.00
3
124.15
31.50
8.39
50.36
39.17
Soil depht (cm)
N
1.00
P1
Aggregate stability (WMD)
Aggregate stability (GAD)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
2.10
2.38
2.46
1.60
1.50
2.02
0.29
0.19
0.75
0.01
0.09
0.72
Clay (g/kg)
Soil depht (cm)
P2
P3
P1
pH (H2O)
P2
P3
pH (KCl)
P (mg.kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
9
5.12
5.60
4.59
4.14
4.64
4.07
5.00
9
4.70
4.78
4.32
3.80
3.77
3.83
7.11
12.11
10.00
9
4.63
4.54
4.43
3.74
3.58
3.79
3.78
1.00
9
0.29
0.50
0.19
0.21
0.52
0.22
5.00
9
0.22
0.20
0.16
0.07
0.11
10.00
9
0.17
0.13
0.21
0.07
0.11
Soil depht (cm)
N
1.00
Ca (mmloc kg-1)
P1
K (mmloc kg-1)
P2
P3
P1
16.89 40.44* 20.78
P2
P3
7.33
14.62*
6.33
9.33
3.39
6.11
4.22
4.44
8.89
1.89
2.58
2.44
7.42
21.23
10.83
2.93
4.77
2.60
0.10
3.10
4.46
3.39
1.51
1.75
2.59
0.06
1.56
1.13
11.87
0.50
1.04
1.01
Mg (mmloc kg-1)
Al (mmloc kg-1)
H + Al (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
9
61.33
79.44
55.11
37.56
47.44
34.78
7.33
4.78
14.33
125.22
91.56
117.67
5.00
9
24.89
35.89
29.78
19.00
24.78
19.44
24.11
15.22
29.56
121.89
112.67
119.89
10.00
9
10.44
14.89
14.11
8.89
11.44
9.78
37.67
31.78
38.22 107.44 102.22 105.56
1.00
9
14.92
26.25
19.06
6.52
9.32
10.85
8.69
3.96
7.78
16.76
19.26
27.83
5.00
9
3.30
12.95
8.73
5.81
6.61
3.64
8.72
6.30
8.40
14.97
16.81
24.78
10.00
9
3.36
3.48
7.08
4.54
3.32
4.24
3.35
3.07
6.91
7.54
10.21
18.43
Soil depht (cm)
N
1.00
9
5.00
SB (mmloc kg-1) P1
P2
P3
CEC (mmloc kg-1) P1
P2
P1
m (%)
P2
P3
P1
P2
P3
106.31 141.54 96.22 231.73 233.20 213.89 46.22
59.89
44.56
6.22
3.78
14.33
9
47.51
66.68
53.44 169.40 179.26 173.33 27.89
36.89
31.33
32.89
19.67
35.89
10.00
9
21.19
28.63
26.33 128.79 130.99 131.89
16.56
21.89
19.78
64.44
53.00
60.00
1.00
9
14.19
33.83
27.39
21.94
31.03
45.26
4.74
10.15
7.33
6.53
4.84
10.12
5.00
9
8.46
17.52
10.69
20.24
22.80
23.99
3.41
7.75
7.75
11.16
11.41
10.61
10.00
9
7.68
6.19
10.85
9.79
13.81
22.50
4.90
3.59
6.42
8.17
7.12
11.95
100
P3
V (%)
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
Appendix. Área PCC6
Average
Standard deviation
Área PCC6
Average
Standard deviation
Área PCC7
Average
Standard deviation
Área PCC7
Average
Standard deviation
(Continue) O.M. (g/kg)
O.C. (g/kg)
Total N (g/kg)
Total sand (g/kg)
Soil depht (cm)
N
1.00
9
118.44 108.22 206.44** 68.56
62.78 119.56** 3.92
3.76 1.95**
3
48.00 98.00 87.67
5.00
9
80.44
67.56
125.22
46.44
39.11
72.56
3.47
4.10
2.38
3
40.33 56.33 67.00
10.00
9
45.00
47.89
45.56
26.11
27.89
26.44
3.22
3.31
1.89
3
39.33 41.33 41.33
1.00
9
25.58
18.85
72.68
14.79
10.87
42.21
1.30
1.03
0.74
3
11.53 15.87 11.59
5.00
9
24.64
11.59
62.02
14.41
6.68
35.97
1.73
0.47
0.57
3
12.66
6.11
11.00
10.00
9
5.96
3.33
8.62
3.48
1.90
5.10
1.49
0.34
0.73
3
12.06 4.73
7.77
P1
Soil depht (cm)
N
1.00
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
Silt (g/kg)
N
P1
P2
P3
Clay (g/kg)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
3
538.67
520.00
574.00
413.67
382.00
338.33
5.00
3
563.33
507.67
586.00
396.00
435.67
347.33
10.00
3
562.00
489.67
589.00
398.67
469.33
369.00
1.00
3
51.43
10.44
17.32
62.07
5.57
5.86
5.00
3
16.26
28.54
13.53
28.35
28.75
13.05
10.00
3
34.07
19.30
12.17
44.75
23.63
13.75
Soil depht N (cm)
pH (H2O)
pH (KCl)
P (mg.kg-1)
K (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
3.91
4.06
3.98
3.46
3.43
3.57
5.67
12.78*
11.11
3.36
4.36
3.33
5.00
9
3.92
3.77
3.58
3.50
3.37
3.46
2.89
14.00
4.56
1.89
3.47
2.00
10.00
9
4.06
3.80
3.68
3.58
3.43
3.51
2.00
4.89
2.89
1.34
2.19
2.00
1.00
9
0.38
0.47
0.48
0.16
0.23
0.26
1.12
9.31
6.33
0.86
2.22
1.32
5.00
9
0.30
0.28
0.20
0.13
0.20
0.14
0.93
21.89
2.24
0.29
0.98
0.50
10.00
9
0.25
0.22
0.24
0.11
0.21
0.09
0.71
4.43
1.54
0.19
1.16
0.71
Soil depht N (cm)
Ca (mmloc kg-1)
Mg (mmloc kg-1)
Al (mmloc kg-1)
H+Al (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
168.11
1.00
9
4.56
8.67
9.33
10.78
10.11
8.89
55.56
38.67
41.89
140.78
130.22
5.00
9
1.11
3.33
3.00
3.56
5.67
2.56
51.00
44.78
47.56 121.33 133.67
103.44
10.00
9
0.67
2.33
2.00
3.11
1.44
45.33
41.56
42.44
94.44
106.56
99.89
1.00
9
2.35
6.12
7.98
4.74
5.88
6.60
11.22
14.97
16.39
40.48
27.03
34.06
5.00
9
0.33
2.40
1.87
1.51
2.18
1.33
6.76
10.00
9.53
22.27
16.16
18.60
10.00
9
1.41
1.58
0.50
2.20
0.73
4.03
7.91
6.42
15.22
10.44
23.81
101
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
Appendix. Área PCC7
Average
Standard deviation
Área PCC7
Average
Standard deviation
Área PCC7
Average
Standard deviation
Área SP2
Average
Standard deviation
(Continue) Soil depht N (cm)
SB (mmloc kg-1) P1
P2
CEC (mmloc kg-1)
P3
P1
P2
P3
V (%) P1
m (%)
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
18.61
23.22
21.56 186.68 163.96 151.78 10.44 14.78
15.11
74.67
62.44
66.11
5.00
9
6.49
12.47
7.67
127.68 146.14 111.11
5.11
8.78
7.33
88.67
78.11
86.11
10.00
9
4.12
6.96
5.89
98.54 113.33 105.78 4.44
6.22
5.33
91.56
85.67
88.00
1.00
9
6.81
13.66
15.66
42.45
17.49
23.72
3.43
9.73
11.78
9.26
21.01
21.98
5.00
9
1.60
4.84
3.28
23.11
14.21
17.69
1.36
3.87
3.35
2.60
8.87
5.37
10.00
9
0.73
4.21
2.47
15.28
11.49
24.96
1.01
3.15
1.73
1.51
7.78
3.61
Soil depht N (cm)
O.M. (g/kg) P1
O.C. (g/kg)
P2
P3
P1
P2
Total N (g/kg) P3
Total sand (g/kg)
P1
P2
P3
N
P1
P2
P3
1.00
9
116.33 81.33 122.11 67.44 47.00 70.89
3.39
4.47
2.20
3
144.33 153.00 169.67
5.00
9
65.56
2.16
3
170.33 155.33 166.00
10.00
9
1.00
9
5.00 10.00
72.11
49.11
38.00
41.78
28.44
3.34
3.23
44.67
51.33
36.67 25.89 29.89
21.22
3.03
3.05
1.87
3
150.67 164.67 197.67
14.77
23.84 72.65
8.68
13.84
41.92
1.43
0.84
0.72
3
29.54
14.18
33.84
9
27.68
21.23
8.82
16.09
12.19
4.90
1.44
0.57
0.77
3
45.36
25.42
45.90
9
13.56
11.68
10.05
8.08
6.83
5.91
1.54
0.54
0.59
3
38.55
35.47
20.03
Silt (g/kg)
Clay (g/kg)
Soil depht (cm)
N
1.00
3
414.00 385.33 398.00 441.67
5.00
3
373.33 379.00 394.33 456.00 465.67 439.67
10.00
3
402.67 321.33 363.00 446.67 513.67 439.33
P1
P2
P3
P1
P2
P3
461.67 432.67
1.00
3
61.51
22.90
33.87
39.43
11.93
67.66
5.00
3
54.93
58.85
47.96
31.10
44.23
74.20
10.00
3
20.60
41.40
61.99
30.62
6.51
73.05
Soil depht (cm)
N
1.00
pH (H2O)
Aggregate stability (WMD)
Aggregate stability (GAD)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
2.61
2.43
2.59
1.60
1.49
1.52
0.15
0.25
0.13
0.02
0.10
0.05
pH (KCl)
P (mg.kg-1)
K (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
9
4.88
4.61
5.24
3.91
4.08
4.79
3.78
7.67
4.11
3.18
8.40*
3.78
5.00
9
4.61
4.44
4.76
3.70
3.74
4.34**
2.33
4.44
2.22
1.66
6.62*
2.11
10.00
9
4.63
4.34
4.67
3.70
3.64
4.37**
1.89
2.33
1.89
1.08
3.19
1.78
1.00
9
0.39
0.50
0.42
0.31
0.55
1.30
1.20
4.03
2.32
1.15
4.76
2.28
5.00
9
0.21
0.42
0.17
0.10
0.22
1.20
0.87
1.94
0.83
0.56
4.61
1.05
10.00
9
0.17
0.30
0.19
0.10
0.10
1.18
0.60
0.87
1.05
0.22
1.90
0.83
102
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
Appendix. Área SP2
Average
Standard deviation
Área SP2
Average
Standard deviation
Área SP2
Average
Standard deviation
Área SP2
Average
Standard deviation
(Continue) Soil depht N (cm)
Ca (mmloc kg ) -1
Mg (mmloc kg )
Al (mmloc kg )
-1
H + Al (mmloc kg-1)
-1
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
39.00
37.44
39.78
19.22
16.00
16.78
14.44
11.11
13.11
113.89 101.00
117.78
5.00
9
13.89
18.00
10.56
8.67
9.78
7.11
27.89
15.11
28.22
94.33
105.11
119.78
10.00
9
6.11
7.33
7.33
4.89
4.44
5.33
30.11
20.22
30.89
82.78
95.44
111.56
1.00
9
18.57
29.19
25.12
6.85
7.86
7.77
9.40
9.40
12.15
17.96
17.40
17.69
5.00
9
9.53
8.67
5.61
3.64
3.11
3.06
7.70
7.62
10.49
19.49
11.71
20.04
10.00
9
5.30
3.50
8.35
1.62
2.30
4.24
8.15
9.30
10.47
13.09
11.07
35.88
Soil depht N (cm)
SB (mmloc kg-1) P1
P2
P3
CEC (mmloc kg-1) P1
P2
P3
V (%)
m (%)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
61.43
61.82
60.33 175.30 162.81 178.11
34.33
35.67
32.00
22.00
21.00
24.78
5.00
9
24.42
34.43
19.89
118.71 139.61 139.67 19.78
24.11
14.33
55.44
32.67
58.11
10.00
9
12.24
15.03
14.44
95.03 110.63 126.00 13.22
13.44
11.00
70.67
54.89
69.44
1.00
9
25.47
38.94
32.55
24.17
30.64
30.93
10.98
16.39
15.37
17.13
18.03
28.19
5.00
9
12.81
14.24
9.09
25.06
16.71
17.69
9.05
8.28
6.67
19.16
19.79
19.09
10.00
9
6.44
5.79
12.99
8.64
11.01
43.50
7.92
5.03
6.20
16.84
22.70
19.51
Soil depht N (cm)
O.M. (g/kg) P1
P2
O.C. (g/kg)
Total N (g/kg)
Total sand (g/kg)
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
N
P1
P2
P3
1.00
9
104.78 71.33
69.56
60.67
41.44
40.33
2.34
3.38
2.09
3
418.33 424.67 368.67
5.00
9
52.44
55.78
51.00
30.67
32.33
29.67
3.00
3.55
2.13
3
402.00 428.67 360.00
10.00
9
42.00
43.33
46.11
24.33
25.22
26.67
2.75
3.07
2.31
3
354.00 383.00 351.67
1.00
9
26.21
16.50
23.74
14.96
9.55
13.59
0.91
1.05
0.28
3
55.77
36.30
64.86
5.00
9
8.32
6.85
4.56
4.85
4.18
2.60
1.41
0.56
0.23
3
37.59
55.59
18.36
10.00
9
4.90
3.28
25.43
2.74
1.79
14.83
0.75
0.67
0.40
3
80.73
25.71
33.01
Soil depht N (cm)
Silt (g/kg) P1
P2
Clay (g/kg) P3
P1
P2
P3
Aggregate stability (WMD)
Aggregate stability (GAD)
P1
1.00
3
262.00 231.33 180.67 319.67 344.00 451.00 2.67
5.00
3
246.00 225.33 183.67 352.33 346.00 456.00
10.00
3
235.33 228.67 173.67 410.67 388.33 474.67
1.00
3
46.23
18.15
9.87
14.43
31.43
54.95
5.00
3
12.29
50.52
14.05
25.54
34.70
31.32
10.00
3
24.50
12.50
14.05
63.45
37.87
38.28
103
0.04
P2
P3
P1
P2
P3
2.61
1.58
1.58
2.79
1.59
0.05
0.02
0.02
0.02
0.00
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
Appendix. Área SP5
Average
Standard deviation
Área SP5
Average
Standard deviation
Área SP5
Average
Standard deviation
Área SP5
Average
Standard deviation
(Continue) Soil depht (cm)
N
1.00
pH (H2O)
pH (KCl)
P (mg.kg )
K (mmloc kg-1)
-1
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
9
5.52
5.32
5.74
4.26
4.34
4.60
5.22
11.33
4.89
5.10
15.09*
9.33
5.00
9
5.12
5.13
5.12
3.89
4.10
4.18
3.78
8.22
3.89
3.02
11.59
5.89
10.00
9
5.02
4.79
4.93
3.71
3.66
3.83
2.89
3.44
2.11
1.57
4.33
3.11
1.00
9
0.36
0.40
0.44
0.24
0.46
0.68
4.58
8.96
2.47
2.00
6.22
7.35
5.00
9
0.33
0.30
0.53
0.16
0.34
0.58
2.59
8.00
1.27
0.66
3.15
5.11
10.00
9
0.27
0.21
0.30
0.09
0.09
0.16
2.37
2.88
0.93
0.21
1.19
2.67
Soil depht (cm)
N
1.00
Ca (mmloc kg-1)
Mg (mmloc kg-1)
Al (mmloc kg-1)
H + Al (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
9
36.22
32.44
42.33
23.11
23.78
24.56
8.33
8.78
10.44
86.11
80.67
95.00
5.00
9
18.00
23.11
25.56
15.00
18.67
16.89
18.67
9.22
12.89
86.56
87.11
89.89
10.00
9
6.33
6.78
8.22
7.56
8.67
7.33
26.22
25.00
23.89
74.00
85.44
85.89
1.00
9
13.18
9.72
27.81
6.86
5.93
7.81
8.14
6.80
10.84
16.19
13.77
62.17
5.00
9
11.37
9.58
18.31
6.32
4.87
7.04
10.30
5.12
13.03
10.20
9.41
27.55
10.00
9
4.69
2.95
6.22
4.33
2.50
2.78
6.22
3.61
13.17
7.75
9.89
21.05
Soil depht (cm)
N
1.00
SB (mmloc kg-1) P3
CEC (mmloc kg-1)
P1
P2
P1
9
64.67
71.34
76.22 150.77 152.11
5.00
9
35.99
10.00
9
1.00
m (%)
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
171.22
42.78
46.78
46.67
13.33
10.78
14.89
53.58
48.33 122.44 140.60 138.22 28.89
37.78
34.33
36.33
15.56
22.11
15.54
20.06
18.67
89.58 105.50 104.56
16.67
18.67
17.89
64.11
55.78
54.56
9
19.02
18.03
35.07
10.00
19.60
49.72
12.00
9.13
22.11
14.27
7.31
16.94
5.00
9
17.04
14.80
28.28
11.05
16.30
28.47
11.43
6.92
15.87
20.21
9.38
23.59
10.00
9
7.93
4.57
11.14
14.42
13.00
22.27
6.08
2.96
9.62
13.32
8.36
21.66
Soil depht (cm)
N
1.00
9
5.00
O.M. (g/kg) P2
P3
P2
V (%)
O.C. (g/kg) P1
P1
P3
Total N (g/kg) P1
P2
P3
96.44 73.22 66.78 55.78 42.33 38.78
2.13
3.33
2.38
3 102.33 123.33 142.67
9
58.78 60.78 55.22 34.00 35.33
32.11
2.12
3.22
1.93
3
116.00 128.67 128.00
10.00
9
38.67 42.67 38.33 22.67 24.78 22.33
2.61
2.92
2.13
3
151.33 171.67 172.33
1.00
9
8.28
13.75
14.51
4.79
7.98
8.45
0.69
0.50
0.78
3
10.26
17.67
21.22
5.00
9
4.24
5.14
5.14
2.60
3.08
3.02
0.85
0.92
0.62
3
10.82
13.80
8.54
10.00
9
3.67
6.63
8.85
2.29
3.70
5.02
0.98
0.66
0.66
3
31.01
16.26
23.12
104
P3
Total sand (g/kg) N
P1
P2
P3
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 79-106, jan.-abr. 2018
Appendix. Área SP5
Average
Standard deviation
Área SP6
Average
Standard deviation
Área SP6
Average
Standard deviation
Área SP6
Average
Standard deviation
(Continue) Soil depht N (cm)
Silt (g/kg) P1
Clay (g/kg)
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
3
527.33 467.00 470.33 370.67 409.67 387.00
5.00
3
497.33 496.33 487.33 386.33 375.00 385.00
10.00
3
453.33 456.00 420.67 395.33 372.67 407.00
1.00
3
21.22
71.01
5.69
30.62
65.49
15.62
5.00
3
25.32
28.99
17.67
15.31
26.21
9.85
10.00
3
20.65
1.00
19.43
14.15
15.95
35.68
Soil depht N (cm)
pH (H2O)
Aggregate stability (WMD)
Aggregate stability (GAD)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
2.57
2.36
2.71
1.57
1.57
1.56
0.07
0.07
0.13
0.04
0.01
0.04
pH (KCl)
P (mg.kg-1)
K (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
4.68
4.61
4.31
3.88
3.80
3.88
3.11
5.78
4.33
2.51
4.11
3.56
5.00
9
4.51
4.33
4.27
3.78
3.59
3.74
2.56
3.33
3.22
1.62
3.21
2.11
10.00
9
4.50
4.40
4.31
3.70
3.53
3.71
1.44
1.78
1.89
1.03
2.06
1.78
1.00
9
0.39
0.44
0.19
0.24
0.37
0.25
0.60
3.19
1.41
0.65
1.61
3.24
5.00
9
0.22
0.30
0.19
0.15
0.15
0.07
0.73
0.50
1.09
0.36
1.19
1.54
10.00
9
0.14
0.23
0.38
0.11
0.10
0.08
0.53
0.67
0.60
0.31
0.78
1.39
Soil depht N (cm)
Ca (mmloc kg-1)
Mg (mmloc kg-1)
Al (mmloc kg-1)
H+Al (mmloc kg-1)
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
18.78
29.56
33.33
15.89
19.11
17.89
23.22
24.11
29.00
122.67
139.22
124.11
5.00
9
6.33
13.78
9.89
8.78
12.67
7.89
31.89
30.00
28.44
108.89
127.44
113.00
10.00
9
2.44
4.22
4.22
4.56
5.22
3.56
33.22
36.11
33.78
85.22
101.11
90.56
1.00
9
11.40
15.83
40.56
4.57
6.47
8.70
10.29
12.19
16.39
21.23
33.63
40.48
5.00
9
3.57
9.96
6.66
1.79
6.32
3.22
7.29
13.36
14.08
14.75
19.36
20.74
10.00
9
1.74
1.86
2.99
1.67
2.05
1.33
7.01
4.59
5.83
12.96
8.39
19.54
Soil depht N (cm)
SB (mmloc kg-1) P1
P2
P3
CEC (mmloc kg-1) P1
P2
P3
V (%) P1
m (%)
P2
P3
P1
P2
P3
1.00
9
37.32
52.86
54.78 159.89 192.04 178.89 23.33
27.78
28.00
39.67
33.00
38.33
5.00
9
16.61
29.46
19.89 125.57 156.76 132.89 13.56
18.33
14.89
65.11
49.44
55.78
10.00
9
8.08
11.29
9.56
93.26 112.47 100.11
9.11
10.11
9.44
79.89
76.11
78.11
1.00
9
14.83
22.47
48.69
20.87 33.48 74.03
8.97
12.57
12.20
18.73
17.91
21.06
5.00
9
3.57
16.16
9.06
12.47
27.13
23.82
4.56
7.87
5.99
10.87
19.14
25.57
10.00
9
2.73
3.80
3.97
11.41
9.15
21.87
4.28
3.22
2.60
9.44
7.51
7.39
105
Dynamics of the soil fertility in quilombola shifting cultivation communities of the Atlantic Rainforest, Brazil
Appendix. Ă rea SP6
Average
Standard deviation
Ă rea SP6
Average
Standard deviation
(Conclusion) Soil depht N (cm)
O.M. (g/kg) P1
P2
O.C. (g/kg) P3
P1
Total N (g/kg)
P2
P3
P1
P2
P3
Total sand (g/kg) N
P1
P2
P3
1.00
9
103.00 105.56 105.00 59.67
61.22
61.00
3.60
3.50 2.26
3
146.67 130.67 151.33
5.00
9
61.33
66.33
60.44
35.56
38.33
35.11
3.03
3.63 2.56
3
146.33 123.00 128.67
10.00
9
40.44
44.67
39.78
23.44
25.89
23.11
2.87
2.85 2.51
3
123.00 116.00 118.00
1.00
9
18.43
23.77
32.12
10.82
13.77
18.45
1.08
0.78 0.51
3
8.74
17.21
27.15
5.00
9
9.92
16.57
13.91
5.46
9.70
7.83
1.35
0.80 0.72
3
22.59
7.81
8.02
10.00
9
6.29
5.85
7.74
3.71
3.10
4.51
1.55
0.67 0.64
3
24.43
12.53
15.59
Soil depht N (cm)
Silt (g/kg) P1
P2
Clay (g/kg) P3
P1
P2
P3
Aggregate stability (WMD)
Aggregate stability (GAD)
P1
P1
P2
P3
2.55 2.66
1.60
1.60
1.58
0.07 0.06
0.01
0.01
0.01
1.00
3
442.33 495.67 436.67 411.00 374.00 411.67 2.75
5.00
3
451.33 482.00 454.67 402.67 394.67 416.67
10.00
3
431.67 427.00 419.67 445.00 456.67 462.33
1.00
3
32.01
20.82
14.57
38.63
19.08
30.17
5.00
3
46.69
30.35
6.43
51.52
34.79
4.51
10.00
3
23.03
32.36
27.32
38.30
43.04
27.97
106
0.11
P2
P3
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 107-120, jan.-abr. 2018
Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil Impacts of land use changes on biodiversity conservation priority areas in northeastern Pará, Brazil Andréa dos Santos CoelhoI, Peter Mann de ToledoII, Ima Célia Guimarães VieiraIII, Otávio do CantoIV, Marcos AdamiV, Alessandra Rodrigues GomesV, Igor da Silva NarvaesV I
Fundação de Apoio para Projetos de Pesquisa de Ciência e Tecnologia Espacial. Belém, Pará, Brasil II
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. São José dos Campos, São Paulo, Brasil III
Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Belém, Pará, Brasil IV
Universidade Federal do Pará. Belém, Pará, Brasil
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/Centro Regional da Amazônia. Belém, Pará, Brasil
V
Resumo: A Mesorregião Nordeste do Pará (MNP) possui 56,4% do território desmatado. Porém, apresenta grande importância ecológica, que pode ser demonstrada pela identificação de 28 Áreas Prioritárias para a Conservação (APC) no âmbito do Projeto de Conservação e Utilização da Diversidade Biológica Brasileira (PROBIO). Este trabalho teve por objetivo identificar e quantificar a cobertura vegetal e o uso da terra na MNP, e compará-la com as áreas prioritárias para conservação da biodiversidade. Para tanto, foi realizado o cruzamento de dados vetoriais de uso e de cobertura da terra com as APC e as áreas protegidas da região. Os resultados mostram que apenas 3% das APC estão sob algum tipo de proteção. As áreas identificadas como de prioridade ‘extremamente alta’ já sofreram perda de 55,6% da sua cobertura florestal original, enquanto que as de prioridade ‘muito alta’ perderam 49%. Torna-se imprescindível a ampliação do sistema de proteção ambiental na região. Palavras-chave: Uso da terra. Áreas prioritárias para a conservação. Gestão ambiental. Nordeste paraense. Abstract: The Northeastern region of Pará (MNP) has 56.4% of its deforested territory. However, the region has great ecological importance, which can be demonstrated by the identification of 28 Priority Areas for Conservation (CPA) within the scope of the Project for the Conservation and Use of Brazilian Biological Diversity (PROBIO). The objective of this work was to identify and quantify the vegetation cover and land use in the MNP and compare it with the priority areas for biodiversity conservation. To fulfill the objectives, we used vector land use and land cover data with the APC and protected areas of the region. The results show that only 3% of the CPA are under some protection. Areas identified as ‘extremely high’ priority have already lost 55.6% of their original forest cover, while ‘very high’ priority areas have lost its original forest cover by 49%. It is essential to expand the environmental protection system in the region. Keywords: Land use. Priority areas for conservation. Environmental management. North East Paraense.
COELHO, A. S., P. M. TOLEDO, I. C. G. VIEIRA, O. DO CANTO, M. ADAMI, A. R. GOMES & I. S. NARVAES, 2018. Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 107-120. Autora para correspondência: Ima Célia Guimarães Vieira. Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Av. Governador Magalhães Barata, 376 – São Braz. Belém, PA, Brasil. CEP 66040-170 (ima@museu-goeldi.br). Recebido em 11/03/2018 Aprovado em 23/04/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil
INTRODUÇÃO O Brasil, como país signatário da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB), realizou, entre 1998 e 2000, a primeira “Avaliação e identificação de áreas e ações prioritárias para conservação, utilização sustentável e repartição dos benefícios da biodiversidade nos biomas brasileiros”, documento no qual consta, além da identificação das Áreas Prioritárias para Conservação (APC), a avaliação das condicionantes socioeconômicas e das tendências atuais da ocupação humana do território brasileiro, ações importantes para estabelecer prioridades que conduzam à conservação, à utilização sustentável e à repartição de benefícios da diversidade biológica brasileira (MMA, 2002). Para a Amazônia brasileira, especialmente a partir de 1999, houve intensa mobilização de cientistas e gestores públicos para apresentar as APC à sociedade, em razão da importância que possuem para a estabilidade ambiental do planeta, além de suas reconhecidas riquezas naturais e diversidade cultural, as quais encontram-se ameaçadas pela degradação, que avança em ritmo acelerado. Dessa forma, nessa primeira avaliação, foram indicadas 385 áreas prioritárias. Na atualização realizada em 2007, esse número subiu para 824, o que equivale a cerca de 80% do bioma, dos quais 44,3% já se encontram sob algum tipo de proteção (MMA, 2002, 2007). A consolidação da agricultura e da pecuária extensiva como uma das variáveis da matriz econômica da região amazônica tem levado a grandes alterações na paisagem e criado sérios riscos à manutenção da biodiversidade e dos modos de vida das populações locais (Becker, 2009). Assim, o acompanhamento e a atualização da dinâmica espaço-temporal das áreas desmatadas na região passaram a ser prioridade na política ambiental, tendo como uma das iniciativas o surgimento do projeto TerraClass (Coutinho et al., 2013).
No estado do Pará, os altos índices de desmatamento são alarmantes, alcançando, em 2016, cerca de 262.087,50 km², o que corresponde a 21% do seu território (INPE, 2016). Já em 2008, as pastagens ocupavam 66% da área desmatada no estado, e a vegetação secundária, 23,9% (Almeida et al., 2016). Neste contexto de mudanças na paisagem, destaca-se a Mesorregião Nordeste do Pará (MNP), com 56% do território inteiramente desmatado até o ano de 20151 (INPE, 2015), em razão da expansão da agropecuária (Rebello et al., 2011; Aguiar et al., 2016). Por outro lado, essa região possui grande importância ecológica, com 71% do território identificado como de prioridade ‘extremamente alta’ e ‘muito alta’ para a conservação da biodiversidade, segundo o Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira (PROBIO) (MMA, 2007). Esse cenário impõe a necessidade de analisar as APC em relação à dinâmica dos usos da terra e do desmatamento, bem como discutir a efetividade delas nas políticas de gestão territorial em uma região de alto antropismo. Dessa forma, este estudo teve por objetivo identificar e quantificar a cobertura vegetal e o uso da terra na MNP, bem como comparar os resultados com as áreas prioritárias para conservação da biodiversidade estabelecidas pelo PROBIO. A hipótese que trabalhamos é a de que áreas que apresentam alta relevância para conservação e o uso sustentável da biodiversidade dessa mesorregião – e que deveriam estar sendo protegidas por uma série de ações governamentais – estão sendo desmatadas e convertidas em diferentes usos da terra.
METODOLOGIA CARACTERIZAÇÃO DA MNP De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), a Mesorregião Nordeste do Pará (MNP)
Este dado ão foi atualizado para o ano de 2016, em razão do grande número de nuvens na região neste período, o que comprometeu a quantificação do desmatamento.
1
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abrange uma área de 83.315 km², composta por 49 municípios, distribuídos pelas microrregiões Bragantina, Cametá, Guamá, Salgado e Tomé-Açu (Figura 1). Abriga uma população de 1.789.387 habitantes, o que representa 23,60% da população do estado, dos quais 51,2% vivem na zona rural. A densidade demográfica da região é de 21,48 hab/km², enquanto que a do estado é de 6,07 hab/km² (IBGE, 2013). Essa mesorregião possui acentuada vulnerabilidade social, considerando-se indicadores como o Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) e o percentual de pobreza. No que se refere ao IDH, 79% dos municípios da região possuem baixo nível de desenvolvimento humano e apenas dez, dos 49, possuem médio desenvolvimento humano. Ipixuna do Pará e Cachoeira do Piriá são classificados
como de muito baixo desenvolvimento. Quanto ao indicador de pobreza, 25 municípios possuem 50% ou mais das suas populações na linha de pobreza, condição em que o indivíduo ganha até US$ 85/mês, com destaque para Nova Esperança do Piriá, que possui 67,43% da sua população nesta condição (PNUD et al., 2013). O crescimento populacional, resultado da migração provocada pela construção da estrada de ferro BelémBragança (EFB, 1883-1908) e pelo boom da borracha (1870-1912), favoreceu o surgimento de cidades e de uma rede de estradas, de forma que a ocupação do território foi reorientada cada vez mais para o seu interior, sendo também acompanhada da intensificação do desflorestamento, direcionado à ampliação de atividades agropecuárias (Hurtienne, 1999; Vieira et al., 2007).
Figura 1. Localização da Mesorregião Nordeste do Pará.
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Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil
Note-se que a estrutura fundiária da mesorregião é constituída por estabelecimentos agropecuários de pequeno porte, com média de 38,36 ha, como a consolidação da agricultura familiar, que se tornou de fundamental importância para o mercado regional de alimentos. Esse padrão territorial é herança do processo de colonização e de formação fundiária desta região, fortemente influenciado pela política de colonização dirigida e por seus desdobramentos (Pacheco & Benatti, 2015). Do total de 80.873 estabelecimentos da MNP, segundo definição do IBGE, 92,39% são da categoria ‘agropecuária familiar’ e ocupam 47,68% da área total dos estabelecimentos, com tamanho médio de 20 ha, ao passo que 7,61% são de ‘estabelecimentos agropecuários não familiares’ e ocupam 52,32% da área, possuindo, em média, 267 ha (IBGE, 2009). Essa condição expressa nitidamente um quadro de concentração fundiária, fruto da histórica distribuição desigual da terra que se impôs ao longo do território nacional, ainda que se reconheçam as especificidades regionais, como é o caso da MNP.
‘agricultura anual’, ‘pastagem’, ‘vegetação secundária’, ‘mineração’ e ‘mosaico de ocupações’, em virtude da relevância das atividades produtivas e do contexto do desmatamento na região, sendo que ‘pastagem’ corresponde a um agrupamento das quatro classes originais de pasto (Almeida et al., 2016). Para a realização das análises referentes ao nível de proteção e ao estágio da implantação das recomendações das APC, foi construído um banco de dados na plataforma Arcinfo 10.1., com vetoriais de uso e de cobertura (INPE, 2013), limites das APC – Projeto de Conservação e Utilização Sustentável da Diversidade Biológica Brasileira/ Ministério do Meio Ambiente (Brasil, 2007) – e limites das áreas protegidas: unidades de conservação (UC) – Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBIO, 2016) –, terras indígenas (TI) – Fundação Nacional do Índio (FUNAI, 2016) – e terras quilombolas – Instituto Nacional de Colonização e Reforma Agrária/Instituto de Terras do Pará (INCRA, 2016). Por meio da ferramenta Instersect, foram cruzados os layers das APC com o de áreas protegidas, de onde foram extraídas as informações do grau de proteção. Posteriormente, foram cruzados estes layers com o de uso da terra, de onde foram extraídas informações das recomendações definidas para cada área, as quais foram organizadas, dando origem às tabelas e aos gráficos analisados neste trabalho. Também foi realizado levantamento bibliográfico, com base em documentos oficiais e na literatura científica, a partir da compilação de trabalhos publicados em revistas científicas, livros e sites especializados.
METODOLOGIAS EMPREGADAS NAS ANÁLISES DO USO E DA COBERTURA DA TERRA E NÍVEL DE PROTEÇÃO DAS APC A abordagem metodológica possui duas etapas. A primeira visa analisar o uso e a cobertura da terra em toda a região nordeste do Pará, enquanto a segunda, o uso da terra especificamente nas APC, bem como identificar o grau de proteção dessas áreas e o status das recomendações para cada APC relacionadas ao uso da terra. Para as análises do uso e da cobertura da terra, foram utilizados dados secundários, de acesso público, gerados pelo projeto TerraClass. O ano escolhido foi 2008, em razão da menor cobertura de nuvens em relação aos demais anos da série histórica disponibilizada pelo projeto (2004-2014) (INPE, 2013). A metodologia original deste projeto apresenta 12 classes de uso e de cobertura da terra, no entanto, neste trabalho, foram analisadas apenas as classes ‘floresta’,
RESULTADOS E DISCUSSÃO USOS DA TERRA E GESTÃO TERRITORIAL NA MNP O projeto TerraClass (Coutinho et al., 2013), utilizando imagens de satélite do ano de 2008, mapeou uma área de 83.121 km² na MNP. Destes, 40.557 km² referem-se às áreas desmatadas, ocupadas principalmente pelas
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pastagens, por vegetação secundária e por mosaico de ocupações, ao passo que a área ocupada com florestas nativas remanescentes foi de apenas 30.967,50 km² (37,3%), o equivalente a 3,49% do total das florestas do estado naquele ano (Figura 2). Considerando-se apenas a área desmatada até o ano de 2008, a classe denominada de ‘pasto’ corresponde a 41,4%, e nela estão incluídas as classes de pasto ‘limpo’, ‘sujo’, ‘com regeneração’ e ‘com solo exposto’. A classe ‘vegetação secundária’ é composta por áreas que, após a supressão total da vegetação florestal, encontram-se em processo avançado de regeneração da vegetação arbustiva e/ou arbórea (Almeida & Vieira, 2010), ocupando 35,6% da área desmatada.
A classe ‘mosaico de ocupações’ representou 20,7% e caracteriza-se por uma associação de usos da terra com áreas de vegetação secundária e, devido à escala de trabalho (1:50.000), torna-se inviável estabelecer uma discriminação entre os seus componentes. Nesta classe, a agricultura familiar é considerada associada ao subsistema de pastagens para criação tradicional de gado. A agricultura anual (cash crops) e o dendezeiro constituíram-se como extensas áreas com emprego de padrões tecnológicos elevados, tais como uso de sementes certificadas, insumos, serviço de assistência técnica e extensão rural, controle de pragas e doenças, mecanização, entre outros (Rebello et al., 2011). Em 2008, essa classe de uso ocupava apenas 1,8% da área desmatada (Tabela 1).
Figura 2. Uso e cobertura da terra na Mesorregião Nordeste Paraense, no ano de 2008.
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Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil
Tabela 1. Uso e cobertura da terra na Mesorregião Nordeste Paraense, no ano de 2008. Fonte: elaborada a partir do projeto TerraClass (INPE, 2013). Classe
km²
%
Vegetação secundária
14.430,20
35,58
Pasto
16.786,20
41,40
Mosaico de ocupações
8.382,93
20,68
Agricultura anual
732,40
1,81
Área urbana
212,38
0,52
Total
40.557
100,00
O predomínio da classe ‘pasto’ na região pode ser explicado pelo modelo de produção adotado, que se baseia em criação de bovinos de forma extensiva, demandando a abertura de grandes áreas. Registrou-se aumento da produtividade onde houve incremento tecnológico na cadeia de produção – como o melhoramento genético –, mas ainda predomina a prática do uso de técnicas rudimentares na produção, havendo, portanto, necessidade de grandes áreas para a produção agropecuária (Sarmento et al., 2010). A extensa área de ‘vegetação secundária’ resulta do modelo de produção dominante com base no sistema de derrubada-queima e posterior abandono da área, para recuperação da fertilidade do solo. Essa técnica é usualmente praticada pela agricultura de pequeno porte, com base em culturas de ciclo anual, e pela pecuária, após o abandono da pastagem, que se degrada em torno de oito a dez anos (Hurtienne, 1999). O processo de formação territorial da região foi acompanhado por várias intervenções objetivando o seu ordenamento, situação que produziu um complexo mosaico de unidades territoriais2, as quais recobrem 23,06% do território, composto por 16 unidades de conservação, seis terras indígenas (TI) e, ainda, partes das TI Alto Rio Guamá e Assurini do Tocantins, além de 193 assentamentos federais e 54 territórios quilombolas das esferas estadual e federal.
A heterogeneidade de recortes espaciais envolve diferentes dinâmicas socioeconômicas, que se refletem na diversidade de usos da terra. A agricultura itinerante para plantio de culturas de ciclo curto responde por cerca de 40% da produção de alimentos do estado, a exemplo da de mandioca e de feijão (IBGE, 2016), e a pecuária é desenvolvida com baixo aporte de tecnologia e de forma extensiva, com pequenos rebanhos, sendo de baixa produtividade (Sarmento et al., 2010). Atualmente, destaca-se, nessa região, a expansão da palma de óleo (dendezeiro). A produção dessa cultura dentro de um modelo agroexportador significou uma nova configuração desse território e foi considerada a cultura ideal para estimular a implantação de empreendimentos industriais, o que aconteceu rapidamente (Benami et al., 2018). Nos últimos 25 anos, a produção de dendê no estado teve aumento de 334,18%, enquanto que, na MNP, o aumento foi de 479,82%. Em 2015, a produção de 21 dos municípios da região correspondeu a 91% da produção estadual que, naquele ano, foi de 1,3 milhões de toneladas, equivalentes a 79% da produção nacional (IBGE, 2016). Outras dinâmicas produtivas, como a exploração mineral, também apontam a necessidade de incorporação de mão de obra especializada e de tecnificação do território, espelhada por, entre outras formas, um moderno sistema de transporte. Os exemplos disso
Integralmente ou parcialmente inseridas na mesorregião.
2
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estão na exploração de caulim, no município de Ipixuna do Pará, e na exploração-beneficiamento de calcário, em Capanema. Um dado revelador é de que o avanço da fronteira agrícola e mineral na região nordeste do Pará tem sido acompanhado por aumento da urbanização – em 1991, a taxa era de 41,23%, elevando-se para 48,80% em 2010. Este processo, na Amazônia, tem significado a carência de infraestrutura voltada ao atendimento das necessidades mais elementares nas áreas de saúde, educação, moradia, segurança e transporte das populações locais (Becker, 2009; Sathler, 2012). No mais, nessa região foram desencadeados, entre outros problemas socioambientais: conflitos fundiários; poluição de corpos d’água por agrotóxicos utilizados nos monocultivos ou pelo vazamento de rejeitos da indústria mineral; diminuição da produção agrícola familiar – de espécies como a mandioca, base da alimentação local –, ocasionada pela migração da mão de obra para outras atividades; especulação fundiária; aumento do desmatamento (Nahum & Malcher, 2012; Nahum & Santos, 2013; Couto et al., 2012; Silva & Bordalo, 2010).
grau de importância e prioridade de implementação do conjunto de ações de conservação, de uso sustentável e de repartição de benefícios considerados mais adequados (MMA, 2007). O decreto nº 5.092, de 21 de maio de 2004 (Brasil, 2004a), e a portaria nº 126, de 27 de maio de 2004 (Brasil, 2004b), reconheceram e instituíram 900 áreas distribuídas entre os biomas brasileiros como Áreas Prioritárias para a Conservação, que deveriam ser revisadas periodicamente, em prazo não superior a dez anos. Elas foram classificadas de acordo com seu grau de importância para a biodiversidade e com a urgência para a implementação das ações sugeridas, com a seguinte tipologia: ‘alta’, ‘muito alta’, ‘extremamente alta’ e ‘insuficientemente conhecida’ (Brasil, 2007). Em 2007, foi estabelecida a atualização das APC por portaria ministerial (Brasil, 2007). Para a Amazônia, foram indicadas 824 APC (80% do bioma Amazônia), das quais 334 são novas áreas e 490, áreas já protegidas através da criação de unidades de conservação e de terras indígenas, que recobrem 44% do bioma. Foi atribuído o grau de importância ‘extremamente alta’ à maior parte das novas áreas indicadas (43%), enquanto 32% das áreas foram classificadas como de importância ‘muito alta’ e 23% como de importância ‘alta’. Apenas 2% das áreas novas foram considerados como áreas ‘insuficientemente conhecidas’. Para a importância das áreas protegidas, 65% foram observadas como sendo da categoria de ‘extremamente alta’, 19% de ‘muito alta’ e 16% de ‘alta’. Pela Figura 3, verifica-se que, a partir desta atualização, a região nordeste do Pará passou a contar com a indicação de 28 APC, que recobrem uma extensão de 53.165 km2, o que equivale a 64% do território. Isso significou acréscimo de 40% em relação à extensão das APC indicadas em 2002, que abrangiam 37.997 km². Quanto à importância biológica, em 2007, 29,19% foram identificadas como ‘extremamente alta’, 51% como ‘muito alta’, 17,62% como ‘alta’ e 2,1% como ‘insuficientemente conhecida’.
STATUS ATUAL E IMPACTOS NAS ÁREAS PRIORITÁRIAS PARA CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE NA MNP Status das APC Entre os anos de 1997 e 2000, foi realizada ampla consulta pelo PROBIO, com o objetivo de definir APC nos biomas brasileiros. Com base no mapa de biomas do Brasil (IBGE, 2004), nas informações disponíveis sobre cada bioma e na experiência dos pesquisadores participantes dos seminários, definiu-se o grau de prioridade das áreas, a partir dos critérios de riqueza biológica, de importância para as comunidades tradicionais e para os povos indígenas, além da vulnerabilidade da área (MMA, 2007). Para cada área identificada, os grupos descreveram características, ameaças, oportunidades de conservação,
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Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil
Figura 3. Áreas Prioritárias para a Conservação: importância biológica na Mesorregião Nordeste Paraense, segundo o PROBIO/MMA (Brasil, 2007).
Nível de proteção das APC Apenas 1.581 km² da superfície ocupada por APC no ano de 2007 na MNP estavam sob algum tipo de proteção (3%) em 2016. As unidades de conservação recobrem uma área de 608 km² (38,4%); as terras quilombolas, 952,43 km² (60,25%) e as terras indígenas, uma área de 20,67 km² (1,3%). Quanto às categorias de UC, 17% enquadram-se na de Área de Proteção Ambiental (APA) e 83% na de Reserva Extrativista (RESEX) (54%) (Brasil, 2007). Além da insuficiência de áreas protegidas no território para garantir a conservação da biodiversidade local, segundo critérios das APC, todas as unidades de conservação existentes na referida região são de uso sustentável, categoria que possui como característica ser menos restritiva
quanto à existência de moradores e à exploração de seus recursos pelas populações locais, como indica Albernaz (2014). Para a autora, a estratégia de ter a maior proporção de UC em categorias de uso sustentável é arriscada, pelo fato de apresentarem pior desempenho quando comparadas às UC de proteção integral e às terras indígenas. O leste e o sul da Amazônia são as regiões menos representadas no sistema de áreas protegidas, embora devessem receber maior prioridade, por estarem sujeitas a intensas pressões antrópicas e localizarem-se na região do arco do desmatamento, com destaque para o nordeste do Pará, o qual se caracteriza por ser uma das áreas críticas para as espécies ameaçadas de extinção. Portanto, “deve-se proteger todos os remanescentes
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florestais e desenvolver estudos para avaliar a viabilidade da persistência das espécies nessa região fragmentada” (Albernaz & Ávila-Pires, 2009, p. 46). Outro aspecto a se destacar é que os dois corredores de áreas protegidas que envolvem a área costeira e as TI, quase no limite do Maranhão, deveriam ser priorizados para ações de conservação, empreendendo-se esforços no sentido de evitar mais desmatamentos nessas áreas (Almeida & Vieira, 2010). Nesse sentido, um grande trabalho liderado por cientistas e gestores ambientais vem sendo feito para propor o mosaico da Reserva Biológica (REBIO) Gurupi, no Pará e no Maranhão, o qual abarcaria parte das áreas protegidas da MNP. Um mosaico de áreas protegidas está previsto no Sistema Nacional de Unidades de Conservação (Brasil, 2000) e estabelece um conjunto de unidades de conservação, quilombos ou terras indígenas, que, por compartilhar uma série de características físicas, dividem ações, planos e estratégias comuns para conservação de seus recursos naturais, culturais e sociais. A ideia dos mosaicos é de otimizar recursos e de maximizar resultados, garantindo a participação social no controle das áreas protegidas e maior eficiência em suas ações.
‘extremamente alta’ já sofreram perda de 55,6% de florestas nativas, enquanto que as de prioridade ‘muito alta’, 49% (Tabela 2). O nível de prioridade tem como base a riqueza biológica local, a importância para as comunidades tradicionais e para os povos indígenas e o grau de vulnerabilidade (MMA, 2007). Nas APC de prioridade ‘extremamente alta’, a classe ‘pasto’ equivale a 23,62% da área total desmatada na MNP, enquanto a ‘vegetação secundária’ responde com 22,18%, seguida da classe ‘mosaico de ocupações’, com 9,35%. Nas APC de prioridade ‘muito alta’, é a classe ‘vegetação secundária’ quem ocupa a maior extensão de área desmatada, com 19,05%, seguida da classe ‘mosaico de ocupações’, com 14,88%, e ‘pasto’, com 14,21%. Assim, percebe-se que há conflitos entre o que foi planejado e o que de fato ocorre na paisagem. Sobre as ações prioritárias indicadas para as APC, destacam-se: criação de unidades de conservação de uso sustentável (20%) e de proteção integral (16%); mosaico/corredor (18%); ordenamento territorial (2%); ordenamento pesqueiro (4%); e recuperação de áreas degradadas (26%). No entanto, essas ações não foram implementadas em sua totalidade, como pode ser verificado na Tabela 3. Os usos da terra identificados sobre as APC, considerando-se essas ações prioritárias (Tabela 3),
Impactos dos usos da terra nas APC Considerando-se o grau de prioridade para a conservação, nota-se que as áreas consideradas de prioridade
Tabela 2. Área e porcentagem dos diferentes usos e da cobertura da terra nas Áreas Prioritárias para a Conservação na Mesorregião Nordeste Paraense, no ano de 2008. Fonte: elaborada a partir do projeto TerraClass (INPE, 2013). Classes de uso e cobertura
Prioridade ‘extremamente alta’
Prioridade ‘muito alta’
km²
%
km²
%
Floresta
15.109,61
44,4
5.565,53
51,0
Agricultura anual
56,30
0,17
0,63
0,01
Área urbana
85,46
0,25
43,58
0,40
Mineração
5,15
0,02
1,11
0,01
Mosaico de ocupações
3.182,51
9,35
1.623,78
14,88
Pasto
8.034,90
23,62
1.551,29
14,21
Vegetação secundária
7.545,83
22,18
2.128,68
19,50
Área original de floresta
34.019,76
100,00
10.914,60
100,00
115
Impactos das mudanças de uso da terra nas áreas prioritárias para conservação da biodiversidade no nordeste do estado do Pará, Brasil
Tabela 3. Porcentagem da área destinada às ações de proteção, ordenamento e recuperação, ocupada com diferentes usos e cobertura da terra na MNP, em 2008. Classes de uso e cobertura/Ações
UC - indefinida
UC - proteção integral
UC - uso sustentável
Agricultura anual
0,43
0,28
0,01
0,16
0
0
0,25
Área urbana
0,39
0,02
0,92
0,45
2,86
0,48
0,57
Mineração
0
0,11
0,02
0
0,44
0
0,01
Mosaico de ocupações
18,39
7,22
27,43
14,44
40,11
28,84
24,13
Pasto
49,87
52,53
28,78
57,09
6,93
13,89
22,76
Vegetação secundária
30,91
39,83
42,83
27,86
49,66
56,79
52,29
seguem o padrão do restante da MNP, onde predominam atividades agropecuárias com base na remoção da floresta original, com destaque para a ‘pastagem’ nas áreas, com indicação de implantação de UC - indefinida (49,87%), de UC - proteção integral (52,53%) e de mosaico/corredor (57,09%). A vegetação secundária também ocupa extensas áreas, com destaque para as com indicação de ordenamento pesqueiro, recuperação de áreas degradadas e ordenamento territorial; enquanto a classe ‘mosaico de ocupações’ é mais presente nas áreas com indicação para ‘ordenamento territorial’ (Tabela 3).
Mosaico/ corredor
Ordenamento territorial
Ordenamento Recuperação pesqueiro
Segundo a lei estadual n. 7.398 (Pará, 2010), a orientação principal do ZEE-Pará foi a de adensamento das cadeias produtivas, por meio da manutenção das atividades que demonstrem capacidade competitiva de atendimento aos mercados interno e externo e de outras ações estruturantes. Essas diretrizes contrariam a lógica de estabelecimento para a criação das unidades de conservação nas diferentes categorias propostas pelo governo federal (MMA, 2007). A incompatibilidade das ações previstas para as APC com a proposta de gestão territorial do ZEE, posteriormente, gerou atenuantes em relação ao que ficou estabelecido na lei que dispõe sobre o Zoneamento da Zona Leste e Calha Norte do estado do Pará. Neste caso, existe a não recomendação de atividades que impliquem novos desmatamentos de vegetação primária ou secundária em estágios médios e avançados de regeneração, bem como a conversão de novas áreas para uso do solo, o que foi consolidado em instrução normativa, em 2014 (Homma, 2015). Outro ponto importante foi a geração de uma ação complementar, determinada pelo decreto federal de 24 de abril de 2013 (Brasil, 2013), o qual exclui as APC da autorização de redução da área de reserva legal para fins de recomposição para até cinquenta por cento da área de imóvel situado nas zonas de consolidação. Em termos de regionalização biogeográfica, a MNP pertence ao Centro de Endemismo Belém (Silva et al., 2005), que se apresenta muito vulnerável, com cerca de 65% de desmatamento e com poucas áreas protegidas
Gestão ambiental e perda de biodiversidade A principal estratégia de ordenação do território do estado do Pará é baseada no Zoneamento Ecológico Econômico (ZEE) da Calha Norte e da Zona Leste (Pará, 2010), onde se encontra a MNP. Para a elaboração do mapa de gestão dessas regiões, foram consideradas, entre outros elementos, as áreas prioritárias para conservação. Segundo as zonas de gestão propostas no ZEE, as áreas de prioridade ‘extremamente alta’ estão distribuídas nas seguintes zonas de consolidação: consolidação I (13,59%), consolidação II (73,05%), consolidação III (1,6%), zona ambientalmente sensível (8,53%) e apenas 3,14% foram indicadas para conservação. Já as áreas de prioridade ‘muito alta’ obedecem à seguinte distribuição: consolidação I (4,57%), consolidação II (65,53%), consolidação III (4,93%), zona ambientalmente sensível (18,21%) e 6,76% indicadas para conservação.
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(Almeida & Vieira, 2010). A perda atual da biodiversidade nesta região, associada às mudanças de usos da terra, é altamente significativa. Para se ter uma ideia da magnitude da tragédia, estimamos a perda relativa dos indivíduos de alguns táxons a partir do evento de desmatamento de 2008, utilizando cálculos apresentados em Vieira et al. (2005). Assim, para aquelas porções do território da MNP definidas como áreas prioritárias ‘extremamente altas’, a conversão florestal em áreas de produção produziu perda de 850 milhões a 1 bilhão de indivíduos de espécies arbóreas com diâmetro a altura do peito (DAP) acima de 10 cm. Nesta região, ocorreu deslocamento ou morte de 31 a 36 milhões de aves, e 660 mil a 1,5 milhões de primatas de diferentes espécies. Nas regiões definidas como de prioridade ‘alta’, estas taxas são significativamente menores, mas, ainda assim, marcantes. Nestas áreas, foram perdidas entre 225 e 275 milhões de árvores, 8,3 a 9,5 milhões de aves foram deslocadas e em torno de 175 a 405 mil primatas foram afetados pelo desmatamento. Estes dados somam-se ao estudo sobre as espécies ameaçadas de extinção no estado do Pará, produzido por meio de um esforço coletivo do Museu Paraense Emílio Goeldi e da Conservação Internacional - Brasil (Albernaz & Ávila-Pires, 2009). Neste levantamento, as regiões do leste do Pará, assim como os arredores do município de Santarém e de toda a extensão paraense da Transamazônica são as porções que apresentam o maior desafio de conservação. Com base em um extenso banco de dados, foi possível modelar a distribuição por nicho ecológico de 47 dessas espécies e comparar com o mapa de unidades de conservação. Os resultados mostraram que, mesmo com todas as unidades de conservação existentes, muitas áreas naturais singulares à manutenção dessas espécies permanecem sem proteção. Uma importante questão adicional que deve ser considerada ao se analisar os distúrbios causados pelas conversões florestais é o impacto resultante do processo de fragmentação e de degradação florestal nessa região. Estudos recentes realizados no Pará mostram que
os distúrbios marginais nas áreas remanescentes de ecossistemas naturais são um adicional significativo de ameaça à estrutura e ao funcionamento das comunidades bióticas. Segundo Barlow et al. (2016), a diversidade e a abundância de espécies diminuem sensivelmente no gradiente compreendido entre floresta nativa, sucessão de floresta secundária, agricultura e pastagem. Ou seja, o processo de uso da terra é, de longe, a força mais significativa para as mudanças ambientais na Amazônia, cujo nível de distúrbio pode ser agravado de acordo com cenários climáticos de eventos extremos e que devem atingir, neste século, diretamente a biodiversidade no Pará. São preocupantes, ainda, a estimativa de que 50% do bioma amazônico esteve sob algum tipo de pressão humana no passado e a afirmativa de que estamos caminhando para um processo de mudança de estado estável, ao ultrapassarmos limites de desmatamento, alterando padrões climáticos regionais (Zemp et al., 2017). Isso inviabiliza a recomposição original e agrava-se com a presença dos diferentes tipos de atividades agrícolas, os quais contribuem para o empobrecimento da biodiversidade.
CONSIDERAÇÕES FINAIS A MNP possui múltiplas formas de uso, implementadas pelas populações locais e, principalmente, pelos diversos empreendedores do agronegócio, da mineração e do setor madeireiro, que sinergicamente contribuem para a supressão da cobertura vegetal, seja ela original ou secundária. Neste cenário, este estudo evidenciou um mosaico de usos complexos e de altas taxas de desmatamento, que ameaçam decisivamente as 28 APC, identificadas na região pelo PROBIO em 2007. As APC abrangem uma área de 53.165 km² na MNP, no entanto, apenas 3% delas encontram-se sob alguma forma de proteção. As áreas identificadas como de prioridade ‘extremamente alta’ já sofreram a remoção de 55,6% da sua cobertura florestal original, enquanto as de prioridade ‘muito alta’ perderam 49%. Nessas áreas convertidas, estão presentes grandes porções de vegetação secundária, de
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pastos e de mosaico de ocupações agrícolas. Quanto às áreas onde havia previsão de ações prioritárias de proteção, percebe-se que entre 50 a 57% daquelas indicadas para a implantação de UC e de mosaico/corredor já estavam ocupadas com pastos. Por outro lado, a vasta extensão de florestas secundárias presente na MNP pode ter papel importante na conservação biológica e para a recuperação ambiental, se for mantida na paisagem antropizada. Em 2010, a lei estadual de n. 7.398 instituiu o Zoneamento Ecológico Econômico da Zona Leste e Calha Norte do estado do Pará, instrumento de ordenamento da exploração dos recursos naturais, em que são consideradas as fragilidades dos ecossistemas e a indicação de vedações, de restrições, de alternativas e até a realocação de atividades produtivas. No entanto, nas zonas de gestão propostas no ZEE, que coincidem com a MNP, as APC de prioridade ‘extremamente alta’ e ‘muito alta’ estão distribuídas nas zonas de consolidação (88,24% e 75%, respectivamente), enquanto que menos de 7% estão indicadas para conservação. Esses percentuais demonstram incompatibilidade entre as ações previstas para as APC e a proposta de gestão territorial do ZEE. A exploração dos recursos naturais, acompanhada de um intenso processo de retirada da sua cobertura vegetal, muito pouco se traduziu em desenvolvimento social local, o que pode ser atestado pelos 33 municípios da região, que possuem, cada um, mais de 60% das suas populações vivendo abaixo da linha da pobreza, e 19 em que 40% da população vivem abaixo da linha da extrema pobreza. No mais, a densidade técnica impressa no território pela implantação de empreendimentos do setor mineral e da agroindústria é responsável pela sua fragmentação, em que as tecnologias utilizadas nesses setores – que promovem a produção e a circulação de produtos – contrastam com comunidades urbanas e rurais com sérios problemas de acesso à água, à energia e ao transporte. Para além das contradições territoriais decorrentes da apropriação e da exploração do território, a região possui posição estratégica no contexto do planejamento
previsto para o estado do Pará no campo dos investimentos em logística, os quais são parte integrante do projeto de modernização da infraestrutura de transportes do país, por meio do Programa de Aceleração do Crescimento (PAC II) e do Programa PARÁ 2030, do governo do estado. Os projetos de infraestrutura em curso ou planejados certamente implicam mudanças do ponto de vista do ordenamento territorial, assim como poderão aumentar a pressão sobre as APC da região. Em um cenário de sustentabilidade ambiental, é de fundamental importância que os interesses e as políticas voltadas ao setor produtivo estejam articulados com as políticas ambientais, como a destinação adequada das APC, através do estímulo ao uso racional dos recursos naturais existentes na região, garantindo a conservação da biodiversidade. Por isso, torna-se imprescindível o acompanhamento e a ampliação de estudos como este, para que seja possível desenvolver sistemas de gestão mais eficientes e capazes de orientar estratégias de conservação de regiões altamente antropizadas da Amazônia.
AGRADECIMENTOS Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPE), ao Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG) e ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA), convênio Museu Paraense Emílio Goeldi/Universidade Federal do Pará/Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (MPEG/ UFPA/EMBRAPA), pelo apoio técnico, científico e financeiro. REFERÊNCIAS AGUIAR, A. P. D., I. C. G. VIEIRA, T. O. ASSIS, E. L. DALLA-NORA, P. M. TOLEDO, R. A. O. SANTOS-JUNIOR, M. BATISTELLA, A. S. COELHO, E. K. SAVAGET, L. E. O. C. ARAGÃO, C. A. NOBRE & J. P. H. OMETTO, 2016. Land use change emission scenarios: anticipating a forest transition process in the Brazilian Amazon? Global Change Biology 22(5): 1821-1840. DOI: <https://doi.org/10.1111/ gcb.13134>. ALBERNAZ, A. L. K. M., 2014. Biodiversidade e unidades de conservação na Amazônia brasileira. In: I. C. G. VIEIRA, P. M. TOLEDO & R. A. SANTOS JR. (Org.): Ambiente e sociedade na Amazônia: uma abordagem multidisciplinar. 1. ed.: 315-339. Garamond, Rio de Janeiro.
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Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul e do minério de ferro, Carajás, Pará, Brasil Petrography, geochemistry and Pb isotopic signature of banded iron formations associated with the genesis of the caves and iron ore of Serra Sul, Carajás, Pará, Brazil Erica da Solidade CabralI, Joel Buenano MacambiraII, Marco Antonio Galarza ToroII I
Universidade Federal do Oeste do Pará. Santarém, Pará, Brasil II
Universidade Federal do Pará. Belém, Pará, Brasil
Resumo: Os estudos petrográficos, geoquímicos e isotópicos realizados em cavernas hospedadas em formações ferríferas bandadas do corpo S11D, Serra Sul, foram fundamentais para entender o processo de formação das cavernas e a sua relação com a gênese do minério de ferro. As rochas coletadas encontram-se em diferentes estágios de alteração intempérica: jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro, estabelecendo, assim, um perfil de intemperismo. Da base para o topo, foi observada brusca diminuição no teor de SiO2 e aumento relativo no teor de Fe2O3T. As análises isotópicas Pb-Pb apontam valores homogêneos, com assinatura isotópica semelhante às rochas da crosta superior. Os valores obtidos sugerem rochas pouco radiogênicas quando comparadas com as assinaturas isotópicas Pb-Pb dos depósitos de Cu-Au de Carajás. Não foram identificadas mudanças isotópicas que indicassem eventos metamórficos, reativações tectônicas ou percolação de fluidos hidrotermais que perturbassem o geocronômetro Pb-Pb. Tais evidências sugerem que a formação das cavernas e do minério de ferro está relacionada apenas aos processos supergênicos, associados ao desenvolvimento de um perfil de intemperismo. Palavras-chave: Geoespeleologia. Petrografia. Minério de ferro. Carajás. Formações ferríferas bandadas. Isótopos de Pb. Abstract: Petrographic, geochemical and isotopic studies in caves in banded iron formations of the S11D body, Serra Sul, were fundamental to understand the process of formation of caves and its relation with the genesis of iron ore. Collected rocks are in different stages of alteration in time: non-altered jaspilito, altered jaspilito and iron ore, thus establishing a profile of weathering. From the base to the top, there was a sharp decrease in SiO2 content and a relative increase in Fe2O3T content. Pb-Pb isotopic analyzes indicate homogeneous values with isotopic signature similar to the rocks of the upper crust. The values obtained suggest little radiogenic rocks when compared with the Pb-Pb isotopic signatures of the Carajás Cu-Au deposits. No isotopic changes were identified that indicated metamorphic events, tectonic reactivations or percolation of hydrothermal fluids that disturbed the Pb-Pb geochronometer. Such evidence suggests that the formation of caves and iron ore is related only to the supergenic processes associated with the development of a weathering profile. Keywords: Geospeleology. Petrography. Iron ore. Carajás. Banded iron formations. Pb isotopes.
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INTRODUÇÃO As formações ferríferas bandadas (banded iron formations – BIF) são consideradas o protominério de ferro. São caracterizadas pela alternância de bandas centimétricas de minerais opacos, compostas essencialmente por hematita, magnetita e maghemita, bem como por bandas de minerais de sílica formadas por jaspe e/ou chert e quartzo. Para entender a origem das cavernas e do minério de ferro, foram realizados estudos de campo, petrográficos, geoquímicos e isotópicos, os quais deram suporte para a compreensão do processo de remoção da sílica e acerca do enriquecimento do ferro nos diferentes estágios de alteração intempérica, desde a rocha fresca até o minério de ferro, último estágio de alteração em subsuperfície; além de averiguar se o geocronômetro Pb-Pb se manteve um sistema fechado durante o processo de evolução do perfil de intemperismo. Os estudos foram realizados em amostras coletadas no corpo S11D, Serra Sul, no interior das cavernas S11D-05, S11D-11, S11D-35 e em furos de sonda correlacionáveis estratigraficamente a elas (Figura 1). Na região de Carajás, os primeiros estudos realizados em cavernas devem-se a Tolbert et al. (1971), que fazem relatos sobre as grandes cavernas encontradas sob o manto
de canga. Os estudos espeleológicos nessa região tiveram avanço a partir dos trabalhos do Grupo Espeleológico Paraense (GEP). As contribuições de Pinheiro & Maurity (1988), Maurity & Kotschoubey (1995), Piló & Auler (2009), Dutra (2013), Cabral et al. (2016), Abreu et al. (2016) e Braga et al. (2017) também foram significativas para o estudo e o entendimento do processo de formação de cavernas hospedadas em BIF. As primeiras tentativas de entender e propor modelos genéticos para o minério de ferro datam das últimas décadas do século XIX e intensificaram-se à medida que novos depósitos foram descobertos (Costa, 2006). Os modelos supergênico, que leva em consideração a formação do minério devido à lixiviação da sílica por soluções meteóricas (Ruckmick, 1963; Campana, 1966; Beisiegel, 1982; Morris, 1985; Macambira, 2003; Costa, 2006), e hipogênico, que propõe a formação do minério através da alteração hidrotermal (Roberts & Bartley, 1943; Dorr, 1965; Rosière & Chemale Jr., 2000; Lobato et al., 2005; Figueiredo e Silva, 2009), são os mais aceitos. Costa (2006) propôs uma classificação para formações ferríferas bandadas em diferentes graus de alteração intempérica, separando-os em cinco categorias:
Figura 1. Mapa do corpo S11D, mostrando as cavernas e os furos de sonda nos quais amostras de BIF e de minério de ferro foram coletadas.
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jaspilito não alterado, jaspilito moderadamente alterado, jaspilito intensamente alterado, minério de ferro e canga de minério. Essa classificação foi adotada para este trabalho, contemplando apenas três grupos, jaspilito não alterado, jaspilito alterado (jaspilito moderadamente a intensamente alterado) e minério de ferro.
MATERIAIS E MÉTODOS A caracterização petrográfica foi realizada por meio da análise macroscópica em amostra de mão e microscópica em seções e lâminas polidas. Nas seções, foram analisados minerais opacos utilizando microscopia óptica de luz refletida; nas lâminas polidas, foram descritos tanto os minerais transparentes em microscopia óptica de luz transmitida quanto os minerais opacos. As lâminas e as seções foram analisadas no microscópio Zeiss, modelo Axioplan2. A análise química de rocha total foi realizada em 21 amostras, levando em consideração os diferentes estágios intempéricos das rochas coletadas nas cavernas e nos furos de sonda. Foram selecionadas após a caracterização petrográfica e analisadas pela Analytical Laboratories Ltda. (ACME), Vancouver, Canadá, sendo obtidas as concentrações de elementos maiores, menores e traço, incluindo os elementos terras raras (ETR). Os elementos maiores e menores (SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, P2O5 e Cr2O3) foram determinados por espectrometria por Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) e os elementos-traço (Ba, Rb, Sr, Zr, Nb, Y, Ga, Sc, Th, U, V, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu) por Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS).
O fracionamento dos ETR foi calculado em relação ao North America Shale Composite (NASC), obtido por Goldstein & Jacobsen (1988), e Eu/Eu* (1) e La/Eu (2), de acordo com as equações: (1) Eu/Eu*= (2 Euamostra/EuNASC)/[(Smamostra/SmNASC) + (Gdamostra/GdNASC)] (2) La/Yb= (La/Yb)amostra/(La/Yb)NASC As análises isotópicas foram realizadas no Laboratório de Geologia Isotópica - Pará-Iso, do Instituto de Geociências, da Universidade Federal do Pará (IG/UFPA), utilizando o espectrômetro de massa de termoionização Triton Plus multicoletor (TIMS), tendo sido aplicadas duas metodologias, Pb-Pb por dissolução total e lixiviação em óxido de ferro.
Pb-Pb POR DISSOLUÇÃO TOTAL A abertura química da rocha (300 mg) foi feita com HNO3 (65%) + HCl (37%) + HBr (8N). O resíduo da amostra foi solubilizado com HCl*** (ácido clorídrico tridestilado) e submetido à separação por cromatografia de resina de troca iônica Spec Eichrom 50-100 mesh, condicionada com HCl (2N). O Pb foi coletado com HCl (6N) e concentrado com H3PO4. O concentrado final foi depositado em filamento simples de rênio para análise. Pb-Pb POR LIXIVIAÇÃO EM ÓXIDO DE FERRO O procedimento utilizado foi modificado de Frei & Kamber (1995) e de Bjorlykke et al. (1990), sendo adaptado às condições do Pará-Iso, conforme indicado na Tabela 1. Foram utilizadas aproximadamente 300 mg de amostra,
Tabela 1. Abertura química aplicada em amostras lixiviadas de hematita. * Mistura forte = 12 HBr*** (4N): 1 HCl*** (2N); *** = tridestilado. Lixiviados Reagentes Tempo Temperatura L1
4 mL mistura forte*
15 minutos
~110 °C
L2
4 mL HBr*** (2N)
4 horas
~110 °C
L3
4 mL HCl*** (4N)
12 horas
~110 °C
L4
4 mL HCl*** (6N)
6 horas
~110 °C
L5
4 mL água régia (50%)
24 horas
~110 °C
L6
2 mL HClConc. + 2 mL HNO3Conc. + 4 gotas HBr*** (2N)
24 horas
~110 °C
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dissolvidas parcialmente para produzir soluções sobrenadantes, que são coletadas em quatro etapas de lixiviação (L1 a L4) e em uma etapa de dissolução total do resíduo remanescente (L5). Em uma das amostras, foi necessária uma última etapa (L6) para que ocorresse a lixiviação total. A separação cromatográfica, a coleta e a deposição em filamento do Pb são as mesmas indicas no procedimento anterior. O fator de discriminação de massa utilizado para correção das razões isotópicas foi de 0,001456 ± 0,000020 por u.m.a., obtido a partir de análises repetidas de material de referência NBS-982. Durante o período das análises isotópicas, o material de referência forneceu valores de 207Pb/ 206Pb de 0,467084 ± 0,000004 e 206 Pb/204Pb de 36,732 ± 0,002 (2σ, n = 16).
CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL A área de estudo, corpo S11D, encontra-se na Província Mineral de Carajás (PMC), localizada na direção sul da Bacia Carajás (Figura 2), que tem como embasamento o Complexo Xingu (DOCEGEO, 1988; Araújo & Maia, 1991), de idade 2859 ± 2 Ma, definido pelo método U/Pb em zircão (Machado et al., 1991), o qual é considerado a porção mais extensa da PMC, sendo formado por corpos gnáissicos migmatíticos (tonalitos, trondhjemitos e/ou granodioritos), granulitos e granitoides (Feio, 2011; Feio et al., 2013), assim como por rochas máfico-ultramáfico do Complexo Intrusivo Luanga (2763 ± 6 Ma, Machado et al., 1991) e DiopsídioNorito Pium (Ricci & Carvalho, 2006; Santos et al., 2013), datado em 2746 ± 1 Ma (Santos et al., 2013). Além desses, foram identificados corpos granitoides de idade neoarqueana intrusivos no embasamento (2,73-2,76 Ga; Barros et al., 2001, 2009; Huhn et al., 1999; Gomes, 2003; Sardinha et al., 2004; Feio et al., 2013; Gabriel et al., 2010; Avelar et al., 1999): Complexo Granítico Estrela, Granitos tipo A da Suíte Planalto, Rochas Charnockíticas, granitoides da Suíte Pedra Branca, Granito Serra do Rabo, Granito Igarapé Gelado, Granito Rancho Alegre e granitos potássios da Suíte Plaquê. À medida que estudos vêm sendo realizados, tem ocorrido a individualização de diferentes tipos de rochas.
Na Bacia Carajás, o magmatismo mais significativo é representado pelo vulcanismo máfico do Supergrupo Itacaiúnas (2,76 Ga; Wirth et al., 1986; Machado et al., 1991), formado por rochas metavulcanossedimentares, compreendendo os grupos Grão-Pará, Rio Novo, Igarapé Salobo, Igarapé Pojuca, Igarapé Bahia e Aquiri (DOCEGEO, 1988). O corpo S11D está geologicamente inserido no Grupo Grão Pará (Pinheiro, 1997), composto, na porção inferior, pela Formação Parauapebas, de idade 2759 ± 2 Ma (Machado et al., 1991), constituída por rochas vulcânicas básicas, apresentando, em sua maioria, metabasaltos e metadacitos (Meirelles et al., 1984); já na porção intermediária, é composto pela Formação Carajás, constituída por formações ferríferas bandadas de fácies óxido do tipo jaspilito (Macambira, 2003), tendo sido quase totalmente modificadas para corpos de minério hematítico. Datações em sill que cortam essa formação indicam idades de 2751 ± 4 Ma (U-Pb em zircão; Krymsky et al., 2007) e de 2740 ± 8 Ma (U-Pb SHRIMP, zircão; Trendall et al., 1998). A porção superior é composta pela Formação Igarapé Cigarra (Macambira et al., 1990), formada por basaltos bastante alterados hidrotermalmente, por quartzo-wackes e quartzo-arenitos. Essa formação possui idade correlacionável à do Grupo Igarapé Bahia (2747 ± 1 a 2745 ± 1 Ma) (Galarza & Macambira, 2002a), sendo que esse grupo é constituído por metabasaltos, rochas metassedimentares, incluindo metapelitos, wackes, ritmitos, formação ferrífera e rochas metapiroclásticas de composição ácida a intermediária. O topo do Grupo Grão Pará, Formação Igarapé Boa Sorte, parece representar o final das manifestações vulcânicas e da sedimentação química, marcando o início da contribuição sedimentar clástica ao Grupo Grão Pará (Macambira, 2003), datada de 2681 ± 5 Ma (Trendall et al., 1998). Morfologicamente, a Serra Sul está inserida entre o Domínio Morfoclimático Amazônico e o Domínio do Cerrado (Ab’Saber, 1977). Esta classificação leva em consideração o modelamento do relevo, através de
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processos erosivos e de sedimentação com base na atuação climática. A região mais arrasada de Carajás é dominantemente plana a ondulada. Essas superfícies de aplainamento, consideradas como a etapa final do ciclo erosivo na região, constituem um pediplano regional, com cotas variando de 250 a 350 m. Platôs e serras isoladas,
com cotas superiores a 500 m, ocorrem como ressaltos dentro desse pediplano. Estes platôs constituem resquícios da superfície sul-americana, desenvolvida entre o Cretáceo e o Neogeno. Entre os principais ressaltos geomorfológicos da região, têm-se as serras Norte, Leste, Bocaina, Tarzan e Sul (Gonçalves & Sousa, 2011).
Figura 2. Mapa geológico da Bacia Carajás. Fonte: modificado de Rosière et al. (2006) e de Costa (2007).
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A configuração do relevo atual está intensamente relacionada ao paleoclima da região, pois, no Terciário, o clima era agressivo, árido, ocorrendo logo após uma alternância climática entre fases úmidas e quentes, o que propiciou a reprecipitação de ferro, formando couraças ferruginosas (crosta laterítica), as quais sustentam as serras. A crosta laterítica, em Carajás, foi datada em torno de 65 Ma (Vasconcelos et al., 1992).
PETROGRAFIA: GRAUS DE ALTERAÇÃO Os diferentes graus de alteração conferem às rochas feições e fases minerais características. Neste trabalho, será adotada a classificação de Costa (2006), que propôs diferentes graus de alteração para as formações ferríferas, analisando a lixiviação da sílica, a concentração de ferro, a presença de cavidades de dissolução e os minerais neoformados. Costa (2006) também caracterizou diferentes tipos de hematita: hematita-1 (Hem-1), a qual pode ser encontrada como uma massa criptocristalina relativamente porosa, também classificada como hematita primária, de origem sedimentar; hematita-2 (Hem-2), oriunda do processo de martitização da magnetita, encontrada substituindo parcial ou totalmente a massa e os cristais do mineral, formando pseudomagnetitas; e hematita-3 (Hem-3), que são cristais na forma de finas palhetas e podem ocorrer interestratificados ou dispersos com a massa criptocristalina de Hem-1 ou, ainda, preenchendo cavidades de dissolução. Esses cristais são produtos da reprecipitação de óxido de ferro e foram encontrados nas rochas de grau de alteração intempérica avançado, jaspilito alterado. Em algumas amostras, ocorre a hidratação desses cristais formando palhetas de goethita. As cavidades de dissolução são feições que caracterizam as rochas em estágio avançado de alteração. Preferencialmente, essas cavidades são formadas na banda de sílica por processos de dissolução e de lixiviação. No entanto, também é possível notar cavidades na banda de minerais opacos.
A classificação das rochas foi feita com base na divisão petrográfica, levando-se em consideração o contexto em que a rocha se encontrava. As análises químicas, posteriores, corroboram em boa parte a classificação inicial.
JASPILITO NÃO ALTERADO A classificação de jaspilito não alterado (rocha fresca) foi atribuída às rochas que apresentam características primárias preservadas: alternância entre as bandas compostas por chert e quartzo e bandas compostas por minerais opacos (Figura 3A), bandamento regular e contínuo e contato abrupto entre as bandas (Figura 3B). Por meio de análise petrográfica, foi observado que as bandas de opacos possuem espessura média de 6 mm. São compostas mineralogicamente por hematita, magnetita e raramente por maghemita. A hematita é o mineral mais abundante, observada como uma massa esbranquiçada criptocristalina, denominada de Hem-1. A Hem-1 é um mineral sedimentar ou possivelmente diagenético, considerado primário (Figura 3C). Em outros locais, também foi observada a hematita como uma massa anédrica, porosa, criptocristalina, formada a partir do processo de martitização, substituindo a magnetita na borda de cristais. Essa hematita é considerada secundária, sendo nomeada como Hem-2 (Figura 3D). A magnetita possui cor marrom-rosada, hábito octaédrico, dispondo-se na forma de ilhas dentro da massa de hematita e como núcleos reliquiares de cristais parcialmente substituídos por hematita e maghemita, mineral menos abundante nessas rochas. Essa substituição ocorre da borda para o centro do cristal (Figura 3E). Além dos minerais opacos, também foram observados chert e quartzo associados a essa banda, como ilhas formadas por cristais policristalinos (Figura 3F). As bandas de minerais silicosos tem, em média, 7 mm de espessura e apresentam contato abrupto com a banda de minerais opacos. São compostas predominantemente por chert, quartzo criptocristalino, cujos cristais têm diâmetro menor do que 0,01 mm (Figura 4A), e quartzo granular, cristais com tamanhos de 1,5 mm, em média,
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Figura 3. A) Fotomicrografia em luz transmitida (LT) do bandamento do jaspilito, intercalação entre as bandas de minerais opacos silicosos (obj4x, nicóis paralelos); B) contato abrupto entre as bandas (obj4x, luz refletida – LR, nicóis paralelos); C) massa criptocristalina, esbranquiçada de hematita primária, Hem-1 (obj4x, LR, nicóis paralelos); D) magnetita (Mgt) sendo substituída pela hematita-2 (Hem-2) (obj20x, LR, nicóis paralelos); E) maghemita (Mgh) ao centro da figura, na borda do cristal de magnetita (obj50x, LR, nicóis paralelos); F) ilhas de quartzo dentro da banda de minerais opacos (obj4x, LT, nicóis cruzados).
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os quais apresentam, em sua maioria, contatos retos e são considerados como a primeira e a segunda geração de quartzo, respectivamente. Em algumas porções, há cristais de quartzo estirados, com extinção ondulante, no entanto essa evidência de deformação é localizada e não se estende em toda a amostra, havendo diferença brusca de tamanho e de forma deles em uma área restrita (Figura 4B). Na Figura 4C, os cristais de quartzo estão bem compactados, com contatos retos e junção tríplice. Outra característica observada nessas rochas é o aumento do tamanho desses cristais no contato com a banda de minerais opacos, sendo isso mais evidente no que foi aqui considerado como
a charneira de uma dobra, em que o alívio de pressão propiciou uma recristalização localizada e o crescimento desses cristais (Figura 4D).
JASPILITO ALTERADO A ação do intemperismo nestas rochas é mais evidente, sendo que o bandamento composicional não se encontra nítido, devido à lixiviação da banda silicosa (Figuras 5A e 5B), no entanto o acamamento plano-paralelo ainda é persistente e o bandamento é contínuo (Figura 5C). Os processos de dissolução e de lixiviação na banda silicosa acarretaram a geração de cavidades de dissolução (Figura 5D).
Figura 4. A) Banda de minerais silicosos formada por chert e quartzo granular (obj4x, LT, nicóis cruzados); B) bolsa de quartzo granular estirado, com extinção ondulante em contato com chert (obj4x, LT, nicóis cruzados); C) agregados de quartzo com contatos retos e junção tríplice (obj10x, LT, nicóis cruzados); D) quartzo (Qtz) granular em contato com a banda de minerais opacos (obj4x, LT, nicóis cruzados).
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Figura 5. A) Amostra de mão de jaspilito alterado com bandamento persistente, no entanto não é notada a intercalação de bandas, devido à lixiviação da sílica; B) acamamento plano-paralelo (obj4x, LR, nicóis paralelos); C) banda de minerais opacos, composta predominantemente por hematita (obj4x, LR, nicóis paralelos); D) cavidades de dissolução na banda silicosa (obj4x, LR, nicóis paralelos).
A banda de minerais opacos é predominantemente formada por hematita (Figura 5C) e, em menor proporção, por magnetita (Figura 6A). A hematita foi observada nas bandas de minerais opacos de duas formas: como uma massa anédrica, criptocristalina, porosa e substituindo quase completamente os cristais de magnetita, tomando a forma desse mineral (Figura 6B), ambas classificadas como Hem-2. No cristal, essa alteração ocorre da borda para o centro, como pode ser observado na Figura 6C. Em estágios mais avançados de alteração, é possível observar apenas um núcleo reliquiar de magnetita. Esse processo de substituição, da
magnetita pela hematita, é denominado martitização. A Hem-3 também está presente nessas rochas como finas palhetas de cristais alongados, preenchendo cavidades de dissolução, sendo que em algumas porções essas palhetas de hematita já estão goethitizadas (Figura 6D). A quantidade de hematita no jaspilito alterado é bem maior, quando comparada à quantidade presente nas rochas menos alteradas, em jaspilito não alterado. Além da Hem-3, a goethita também é um mineral neoformado, sendo o mais abundante nessas rochas (Figura 6C). O aumento do processo de lixiviação juntamente com os processos supergênicos levaram à formação de
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cavidades, geradas pela dissolução da sílica, além de minerais neoformados no entorno ou preenchendo as cavidades de dissolução. Esse processo ocorre predominantemente na banda de chert/quartzo granular, enquanto que na banda de opacos o processo é menos evidente. As cavidades de dissolução foram observadas nessas rochas com tamanhos que variam de 0,5 a 10 mm, sendo também possível estimar que ocupam cerca de 30% do volume da rocha, demostrando, dessa forma, a atuação intensa dos processos de dissolução e de lixiviação. Elas se formaram em locais onde os processos atuam com maior intensidade, compondo zonas propícias à dissolução. Essas cavidades são formadas primeiramente na banda de sílica,
pois os minerais silicosos são os mais solúveis, quando comparados aos minerais opacos, entretanto, com o aumento da alteração, também são geradas cavidades na banda de minerais opacos (Figura 7A). As cavidades de dissolução encontram-se, em sua maioria, bordejadas e preenchidas por goethita, além de se interconectarem à medida que se expandem (Figura 7B).
MINÉRIO DE FERRO Para a classificação de minério de ferro, a maioria dos autores (Costa, 2006; Sobrinho, 2012) adota, atualmente, dois tipos principais: hematita friável e hematita compacta. Segundo Sobrinho (2012), essa distinção é feita com base
Figura 6. A) Massa de hematita-2 (Hem-2) substituindo a magnetita (LR, nicóis paralelos); B) cristais de magnetita (Mgt) substituídos parcial e totalmente por hematita-2 (LR, nicóis paralelos); C) massa de goethita (Gt) associada a cristais de magnetita, que estão sendo substituídos da borda para o centro por hematita-2- (LR, nicóis paralelos); D) palhetas de hematita-3 (Hem-3) goethitizadas (LR, nicóis paralelos).
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Figura 7. A) Cavidades de dissolução na banda silicosa e em menor proporção na banda de minerais opacos (LR, nicóis cruzados); B) cavidades de dissolução bordejadas e preenchidas por goethita (Gt) (LR, nicóis paralelos).
impreterivelmente na friabilidade do material, definida a partir de classificação visual. O minério compacto constitui corpos de alto teor (Figura 8A), mas ainda apresenta características reliquiares do protólito, jaspilito, como o acamamento plano-paralelo (Figuras 8B e 8C). Este minério é formado quase que exclusivamente por Hem-2. Já a magnetita é uma fase subordinada e encontra-se completa ou parcialmente transformada para Hem-2 (Figura 8D). Esse tipo de minério não desagrega com facilidade e apresenta, em sua maioria, um fino acamamento, marcado por bandas de hematita criptocristalina (Hem-1), em que bandas foscas (maior porosidade) alternam com bandas mais brilhantes (menor porosidade) (Figura 8B). Outra forma de ocorrência da hematita é como cristais bem desenvolvidos, em formato de finas palhetas, Hem-3. Esses cristais estão comumente associados a Hem-1 (Figura 9A) ou aparecem preenchendo parcialmente cavidades de dissolução (Costa, 2006), as quais são circulares, de diâmetro muito pequeno, sendo muito numerosas em algumas zonas, obliterando o acamamento (Figura 9B); em alguns locais, essas cavidades estão preenchidas por uma massa anédrica de goethita (Figura 9C). Nas porções mais alteradas, onde parece ter havido maior remoção de material, são comuns feições de fragmentação dos leitos e estruturas de colapso (Costa, 2006) (Figura 9D).
Diferentemente do minério compacto, o friável (Figura 10A) não apresenta coesão e é, por vezes, pulverulento, não sendo mais observadas características primárias. O material é predominantemente composto por Hem-2 (Figura 10B). Como descrito por Dorr (1964), a banda de minerais silicosos é a mais solúvel em relação à banda de minerais opacos. Os minerais dessa camada possuem uma ordem de dissolução: chert, quartzo granular e jaspe. Dorr (1964) também afirma que a solubilidade dos grãos de quartzo depende do fator textural, pois, quanto menor for o cristal de quartzo, mais facilmente ele será solubilizado. Além disso, outros fatores, como o pH, contribuem diretamente no processo de solubilização dos minerais de sílica e, por conseguinte, na concentração de ferro. De acordo com Mason (1966), a sílica é mais solúvel em meios básicos, entretanto, em condições ácidas, como ocorre na Amazônia (Demattê & Demattê, 1993), também pode haver solubilização em volumes menores; se associada a fatores como o tempo, a alta pluviosidade e a eficiência da drenagem, no entanto, o volume de sílica dissolvido pode ser muito maior. Morris (1985) afirma que nas BIF a sílica reage com a água e é carreada para fora do sistema, ficando em solução sob a forma de H4SiO4.
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Figura 8. A) Características macroscópicas do minério maciço; B) estruturação interna plano-paralela presente no minério compacto; C) acamamento do minério (notar a delicada laminação interna nas camadas mais maciças - LR); D) cristais isolados de pseudomorfos de magnetita (Mgt) (observar que o menor grão – centro-esquerda – ainda possui o mineral primário preservado - LR). Fontes: Sobrinho (2012) (A e B) e Costa (2006) (C e D).
Rimstidt (1997) estudou o processo de solubilidade da sílica em baixas temperaturas, calculando 11 ppm para a concentração de sílica em solução aquosa a 25 ºC. Segundo Harmsworth et al. (1990), há evidências experimentais de que a solubilidade do quartzo pode ser substancialmente aumentada, em até dez vezes, em presença de Fe2+ em águas subterrâneas. Em uma área exposta de BIF de 1 km2, havendo disponibilidade de Fe2+, como será demonstrado na petrografia, a hematita também se dissolve, liberando Fe2+. Considerando-se precipitação média anual de 800 mm de chuva (intermediária entre os depósitos de Hamersley, 350 mm, e da PMC, 2.800 mm)
e taxa de infiltração de 70%, seria possível esperar um aporte anual de 500 mil m3 de água nova no aquífero. Esta água, em tese, solubilizaria em torno de cinco toneladas de sílica por ano, se considerado o valor de 11 ppm, de Rimstidt (1997). Utilizando-se como exemplo o Cenozoico (65 Ma), com uma precipitação média sobre uma superfície de 1 km2, menosprezando as oscilações climáticas que ocorreram no período, seriam lixiviadas cerca de 300 Mt de sílica das BIF. Este montante seria suficiente para formar um depósito hematítico friável de 450 Mt, se fosse considerada uma proporção de 40% e 60% de massa entre quartzo e hematita no protominério (Sobrinho, 2012).
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Figura 9. A) Hematita-3 cristalizada a partir da hematita primária (Hem-1, LR); B) cristais de hematita-3 preenchendo cavidades (obj: 10x, LR); C) massa de goethita (Gt) em cavidade, circundada por finas palhetas de hematita e de goethita (LR); D) colapso nas camadas de hematita primária (centro). Fontes: Sobrinho (2012) (A e B) e Costa (2006) (C e D).
Figura 10. A) Minério de ferro friável; B) massa esbranquiçada criptocristalina de Hem-2 (LR, nicóis paralelos). Foto (A): Erica da Solidade Cabral.
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Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
JASPILITO NÃO ALTERADO O jaspilito não alterado (três amostras) não apresenta sinais de remoção de sílica, nem a presença de minerais neoformados, de goethita e de Hem-3; os teores de SiO2 dessas rochas variam de 40,01 a 44,47%; e os teores de Fe2O3T variam de 53,91 a 58,33%. Já a quantidade de Al2O3 é muito baixa, assim como as de MnO e de P2O5. TiO2, CaO, Na2O, K2O não foram observados, pois estão abaixo do limite de detecção do método empregado, os quais podem ser observados na Tabela 2.
Tabela 2. Composição química das rochas estudadas em Serra Sul. Legenda: * = abaixo do limite de detecção.
SSD-412-02 0,40 * 0,02 97,75 0,03
*
*
*
*
0,01 0,04 0,04
SSD-412-01 0,38 * 0,03 98,25
SSD-408-02 0,68 * 0,13 96,47 0,04 * * *
0,01 0,04
SSD-408-01 0,83 0,01 0,29 94,74 0,09 * *
0,02 0,05 0,01
SSD-404-03 0,96 0,02 0,31 94,25 0,09 * 0,02
0,01 0,07 0,02
SSD-404-02 0,98 * 0,15 96,00 0,22 0,02 0,13 0,06 * *
SSD-404-01 1,01 0,02 0,32 96,06 0,72 0,02 0,01 0,02 0,30 0,15
SSD-413-04 0,72 0,04 0,25 94,60 0,03 * * * 0,02
0,02
SSD-413-03 0,52 0,02 0,25 94,00 0,02 * * * 0,18
0,01
SSD-413-02 0,73 0,05 1,46 87,90 0,02 * * * 0,23
134
*
SSD-413-01 0,36 0,04 0,65 94,01 0,03 * * 0,43
0,01 0,03
S11D-35C 0,31 0,08 0,60 95,93 0,05 0,03 * * 0,33
*
S11D-35B 0,37 0,06 0,51 97,10 0,04 0,01 * * 0,16
0,02
S11D-35A 0,67 0,07 0,67 96,44 0,04 0,01 0,02 * 0,39
*
S11D-11C 1,00 0,07 0,60 94,82 0,03 * 0,02 * 0,31
*
S11D-05D 1,10 0,03 0,21 96,93 0,08 * *
S11D-05B 0,65 0,10 0,26 96,24 0,13 * *
*
0,33
*
*
0,04
0,15
*
0,05
*
*
P2O5
(Continua)
Minério de ferro
0,40 0,02
S11D-05A 0,69 0,09 0,35 95,39 0,03 0,01 *
K2O
*
*
AM-01C 44,47 * 0,05 53,91 0,02 * *
AM-01B 40,01 * 0,07 58,33 0,02 *
S11D-11D 43,91 * 0,09
Jaspilito alterado
0,09
Na2O
*
CaO
*
MgO
*
MnO
54,73
Fe2O3T
0,02
Al2O3
0,04
TiO2
*
SiO2 (%)
*
Amostra
Análise
Jaspilito não alterado
0,04
GEOQUÍMICA As rochas analisadas foram coletadas dentro das cavernas (3) e em furos de sonda (SSD-FD404, SSD-FD408, SSDFD412, SSD-FD413) nos intervalos estratigraficamente correspondentes às cavernas. As análises foram feitas nos
diferentes grupos de alteração, definidos anteriormente pela petrografia.
0,02 0,04 0,05
Esses valores podem ser atribuídos ao depósito de minério de ferro N4E, em Carajás, com reserva medida de 462 Mt (dado cedido pela Vale). Embora o pH, na área de estudo, não seja o fator mais relevante no processo de solubilização da sílica, a alta pluviosidade, atrelada ao tempo, possibilita a solubilização de grandes volumes de sílica, compatíveis com os depósitos de minério de ferro de Carajás.
0,18
0,18
0,91
0,47 2,30
0,35 3,30
0,55 2,00
0,24
0,18
0,28 2,00 30,20
0,60
0,13
0,77 5,30 13,60
1,10
*
0,08 0,70
0,90
*
0,35
0,71
0,21
0,10
0,18
0,16
Eu
0,07
0,16
0,12
0,10
0,19
0,26
0,23
0,17
0,12
0,16
0,05
135
0,10
0,19
0,18
0,35
0,15
0,14
0,10
0,12
12,30
4,50
5,30
6,10
7,20
5,70
1,20
3,50
1,70
2,30
1,60
3,20
23,90
24,80
22,60
11,00
13,90
26,80
11,50
5,60
15,90
9,10
20,10
14,90
14,10
3,90
3,90
4,80
10,00
4,50
6,60
11,30
3,90
2,90
2,50
2,90
11,50
7,80
5,60
4,50
1,00
1,00
*
2,00
3,00
1,00
2,00
2,00
2,00
3,00
3,00
18,00
3,00
19,00
18,00
52,80 19,00
10,40 19,00
15,80 18,00
20,00 10,00
2,00
1,60
1,80
4,00
3,30
5,00
10,20
*
26,00
*
27,00
0,50
0,40
0,40
0,90
1,50
2,10
0,70
1,60
1,30
9,70
13,60
28,80
47,70
40,00
87,60
124,20
36,70
21,70
17,50
23,80
8,80
18,20
17,60
23,0
16,50
58,40
9,00
29,20
30,00
*
1,50
0,80
9,40
1,50
2,70
1,8
1,4
3,1
2,6
*
*
4,00
6,00
24,00
23,00
12,00
19,00
*
*
*
1,00
1,00
*
28,00 0,90
36,00 0,90
14,00
22,00
21,00
10,00
16,00
17,00
101,00
40,00
54,00
43,00
32,00
39,00
29,90
1,20
1,80
2,90
4,40
4,70
4,60
3,00
3,10
5,90
2,10
1,90
1,70
2,20
3,90
2,90
2,50
11,50
55,40
4,20
6,60
1,50
3,10
4,80
2,40
4,00
7,60
4,60
10,50
11,50
19,30
18,60
19,60
10,30
7,40
18,30 18,00
7,10
1,70
2,50
2,00
7,00
8,00
7,00
8,00
16,00
40,00
150,00
4,00
7,00
3,00
5,00
6,00
12,00
16,00
8,00
15,00
10,00
9,00
9,00
18,00
6,00
9,60
4,40
2,60
1,70
1,60
3,10
1,40
2,10
3,00
1,40
1,40
1,00
99,99
100,01
99,96
99,94
99,95
99,96
99,93
99,98
1,70
1,20
2,60
3,90
4,20
2,40
1,30
4,30
100,00 5,00
99,99
99,96
99,93
99,96
99,91
99,95
99,90
99,90
99,88
99,89
99,88
99,88
SSD-412-02
SSD-412-01
SSD-408-02
SSD-408-01
SSD-404-03
SSD-404-02
SSD-404-01
SSD-413-04
SSD-413-03
SSD-413-02
SSD-413-01
S11D-35C
S11D-35B
S11D-35A
S11D-11C
S11D-05D
S11D-05B
S11D-05A
AM-01C
AM-01B
S11D-11D
Tabela 2.
2,40
2,90
6,30
8,50
3,30
4,40
3,10
2,40
3,30
3,60
5,00
9,10
9,90
7,00
15,80
16,10
12,60
152,90
11,00
12,80
Jaspilito alterado
3,80 23,20
1,60
1,60
1,40
1,60
3,40
1,60
1,80
14,30 10,20
1,50
5,40
2,30
2,00
2,60
11,70
*
Jaspilito não alterado
6,10
1,40
0,50
0,90
2,40
La
0,50
W 47,10
Co
4,60
Sc
4,70
Ni
0,40
Cu 34,00
Zn
31,40
Ga
1,10
Pb
12,40 10,00
Zr
132,60
Ba (ppm)
1,00
Soma
0,50
LOI
*
Sm
0,07
Nd
*
Ce
0,04
Amostra
Análise
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 121-147, jan.-abr. 2018
(Continua)
Minério de ferro
Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
Tabela 2.
(Conclusão)
Diferentemente das BIF do restante do mundo, as de Carajás possuem alta pureza, com média da somatória SiO2 + Fe2O3T em torno de 98,00%. Como já observado por Macambira (2003), o teor de Fe2O3T é cerca de 10,00% acima da média para as BIF de fácies óxido do tipo Algoma ou Superior do Canadá (Gross, 1990), além disso, em Carajás, os demais óxidos apresentam valores muito baixos (Tabela 2). Os teores de elementos-traço nas formações ferríferas são muito baixos, como já observado por Macambira (2003) e Costa (2006), na Serra Norte. Esses teores são concordantes com aqueles das BIF de fácies óxidos dos depósitos do Canadá (Gross, 1990) e da Austrália (Dymek & Klein, 1988), bem como com os valores apresentados neste trabalho para a Serra Sul (Tabela 2). Nas três amostras de jaspilito não alterado, alguns elementos não foram verificados, pois estão abaixo do limite de detecção do método utilizado (Ag, Bi, Cd, Ga, , Sb, Sn, Ta, Th, U). Nessas rochas, nove elementos são representativos (Ba, Zr, Pb, Zn, Cu, Ni, Sc, Co e W), como mostra a Tabela 2. Os ETR detectados no jaspilito não alterado também possuem valores muito baixos (Tabela 2), a média deles é de 6,10 ppm. Os seus teores foram normalizados pelo
SSD-412-02 0,03
*
0,09
0,14
0,04 0,29 0,30
SSD-412-01
0,11 0,02
0,02 0,09 0,09 0,31 0,24
SSD-408-01 * 0,02
SSD-408-02
SSD-404-03 0,02 0,09 0,15 0,38 0,73
0,27
SSD-404-02 0,16 0,26 0,47 0,03 0,10
0,11
SSD-404-01 0,03 0,10 0,08 0,25 0,61
0,19 0,28
SSD-413-04 0,21 0,03 0,16 0,20 0,14
SSD-413-03 0,19
SSD-413-02 0,19 0,46 0,15
0,08 0,05 0,12 *
0,11 0,02
0,03 0,14
SSD-413-01
S11D-35C 0,07 0,19
0,06 0,21 0,34
S11D-35B 0,04 0,09 0,14 0,42 0,64
Minério de ferro
0,16 0,32 1,24
S11D-35A
0,16 0,04 0,23 0,22 0,18
0,14 0,46 0,57
S11D-05D 0,18 0,01 0,08 0,09 0,10
0,14
S11D-05B 0,06 0,38 0,34 0,48 0,31
0,01
S11D-05A 0,04 0,24 0,23 0,36 0,27
S11D-11C
AM-01C 0,06 * 0,01 0,09 0,10
0,11
Lu
AM-01B
S11D-11D *
Yb
0,01
Er
Jaspilito alterado
0,02 0,12 0,09 0,07 0,08
Dy
0,11
Gd
0,11
Análise
Amostra
Jaspilito não alterado
padrão do North America Shale Composition (NASC), obtido por Goldstein & Jacobsen (1988). A razão elemento terra rara leve/elemento terra rara pesado (ETRL/ETRP) nessas rochas varia de 0,71 a 3,01, sendo observado leve enriquecimento em ETRL (La/Eu varia de 1,26 a 2,24) (Figura 11A). A Figura 11B mostra uma comparação dos ETR do presente trabalho com os das serras Sul (Lindenmayer et al., 2001) e Norte (Macambira, 2003; Costa, 2006).
JASPILITO ALTERADO As 11 amostras de jaspilito alterado exibem altas concentrações de ferro (87,90 a 96,93%) e quantidades de sílica que variam de 0,31 a 1,10%. A quantidade de alumínio é muito baixa, variando de 0,3 a 1,5%, no entanto é maior do que o verificado no jaspilito não alterado, pois, devido à pouca mobilidade desse elemento, o seu teor aumenta nas rochas mais alteradas. Os outros óxidos (TiO2, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5) também possuem concentrações muito baixas, como mostrado na Tabela 2. Nessas amostras, os elementos-traço com maiores concentrações são Ba, Zr, Pb, Ga, Zn, Cu, Ni, Sc, Co e W. O Cu varia de 8,80 a 58,40 ppm, com média de 22,80 ppm, e o Ga apresenta média de 2,30 ppm.
136
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 121-147, jan.-abr. 2018
Figura 11. A) Padrão de distribuição dos ETR do jaspilito não alterado; B) comparação dos padrões de distribuição de ETR dos jaspilitos das serras Norte e Sul; C) padrão de distribuição dos ETR no jaspilito alterado; D) distribuição dos ETR no minério de ferro; E) padrão médio de distribuição dos ETR nos diferentes estágios de alteração.
Em relação ao jaspilito não alterado, esses elementos mostram valores mais elevados (Tabela 2). Os ETR nessas rochas também apresentam valores muito baixos, 14,10 ppm, no entanto há aumento na
quantidade quando comparados às rochas menos alteradas (6,10 ppm). Também há leve enriquecimento de ETRL na maioria das amostras (La/Eu 0,20 a 1,63) e a relação ETRL/ETRP varia de 0,33 a 7,94.
137
Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
A anomalia positiva de Eu encontra-se bem marcada na maioria das amostras. No entanto, a anomalia negativa de Ce, também característica das formações ferríferas (tipo Algoma), não está nítida em grande parte das amostras, algumas apresentando tendência levemente positiva (Figura 11C).
MINÉRIO DE FERRO Para esta análise, foram consideradas sete amostras, sendo observado em todas elas alto teor de ferro, variando de 94,25 a 98,25%. Em contrapartida, os teores de sílica são muito baixos, variando de 0,38 a 1,01%. Os outros óxidos analisados (TiO2, Al2O3, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5) possuem pouca representatividade (Tabela 2). Os elementos-traço, assim como ocorre nos estágios de menor alteração, apresentam teores muito baixos, destacando-se o Ba, com média de 33,70 ppm, e o Cu, com média de 50,20 ppm. Os ETR também apresentam teores muito baixos (Tabela 2), no entanto é possível observar aumento na média desses elementos (18,00 ppm) com relação ao jaspilito alterado (14,10) e ao jaspilito não alterado (6,10). A relação ETRL/ETRP no minério de ferro varia de 1,14 a 7,41, semelhante à variação no jaspilito alterado, de 0,33 a 7,94; em contrapartida, no jaspilito não alterado, essa relação varia de 0,71 a 3,01. Da base para o topo do perfil, o enriquecimento em ETRL no minério de ferro (La/Eu = 0,3 a 0,8) fica menos evidente (jaspilito não alterado, de 0,8 a 2,2; jaspilito alterado, de 0,2 a 1,6) (Figura 11D). O teor de Ce nas rochas mais alteradas, minério de ferro, também é mais elevado, quando comparado ao do jaspilito não alterado. Segundo Dymek & Klein (1988), as formações ferríferas possuem anomalia negativa de Ce. Já na maioria das rochas classificadas como minério de ferro, foi notada anomalia positiva (Figura 11D), o que pode ser explicado devido ao comportamento de Ce em condições intempéricas. Ele é um elemento pouco móvel e pode ocorrer na forma reduzida Ce+3 ou como Ce+4 em condições oxidantes, havendo, dessa forma, maior concentração de Ce+4 nas porções mais superficiais do perfil de intemperismo. Também pode raramente ocorrer a precipitação de Ce+4
na forma de cerianita (CeO2) (Coelho & Vidal-Torrado, 2000), elevando o seu teor nas rochas mais alteradas. Comparando-se os padrões de distribuição dos ETR ao longo do perfil – jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro –, é possível observar enriquecimento desses elementos nas rochas mais alteradas (Figura 11E). Nos três grupos, foi observado baixo conteúdo de ETR, sendo que, da base para o topo do perfil intempérico, há aumento na quantidade desses elementos, de 6,0 para 18,0 ppm. A razão La/Eu varia de 1,3 a 2,2 ppm no jaspilito não alterado, de 0,2 a 1,6 ppm no jaspilito alterado e de 0,1 a 0,8 ppm no minério de ferro. Essa diminuição neste último pode ocorrer devido ao comportamento menos móvel dos ETRP em relação aos ETRL, nos estágios mais avançados de intemperismo. Segundo Davy (1983) e Kato et al. (1998), a anomalia positiva de Eu (Eu/Eu* > 1) e a anomalia negativa de Ce indicam a influência de soluções hidrotermais submarinas na precipitação das formações ferríferas bandadas.
ASSINATURA ISOTÓPICA DE Pb As rochas coletadas no corpo S11D foram classificadas, de acordo com parâmetros petrográficos e geoquímicos, em diferentes estágios de alteração: jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro, formando um perfil de intemperismo. Dessa forma, foram feitas análises isotópicas Pb-Pb em rocha total e lixiviação de óxido de ferro das amostras, para que se pudesse observar o comportamento dos isótopos de Pb por meio das razões 206Pb/204Pb, 207 Pb/204Pb e 208Pb/204Pb, e ao longo do perfil de alteração. As razões isotópicas 206Pb/204Pb do jaspilito não alterado variam de 15,247 a 26,111, 207Pb/204Pb de 15,292 a 16,300 e 208Pb/204Pb de 34,596 a 37,614. No jaspilito alterado, as razões 206Pb/204Pb variam de 16,827 a 23,244, 207 Pb/204Pb de 15,635 a 16,279 e 208Pb/204Pb de 34,715 a 38,811. No minério de ferro, as razões 206Pb/204Pb vão de 15,702 a 22,845, 207Pb/204Pb variam de 15,369 a 16,221 e 208Pb/204Pb de 35,169 a 38,467, mostrando-se homogêneas e pouco radiogênicas (Tabela 4).
138
Afloramento Afloramento
Caverna Caverna
Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito não alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Jaspilito alterado Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro Minério de ferro
AM-01B
AM-01B L1
AM-01B L2
AM-01B L3
AM-01B L4
AM-01B L5
AM-01B L6
SSD-413-01
SSD-413-03
S11D-35A
S11D-35B
S11D-35D
S11D-05ª
S11D-05B
S11D-05D
S11D-11C
139
SSD-412-01
SSD-412-02
SSD-408-01
SSD-408-02
SSD-404-01
SSD-404-04
SSD-404-04 L1
SSD-404-04 L2
SSD-404-04 L3
SSD-404-04 L4
SSD-404-04 L5
Caverna Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem Furo de sondagem
Caverna
Caverna
Caverna
Caverna
Furo de sondagem Furo de sondagem
Afloramento
Afloramento
Afloramento
Afloramento
Afloramento
Afloramento
Jaspilito não alterado
S11D-11D
Local de coleta
Litotipo
Amostra
19,658
17,481
18,197
20,580
22,845
19,624
22,229
15,702
17,699
21,798
19,583
16,827
17,031
18,170
23,244
20,387
21,012
20,903
20,919
20,488
17,499
15,543
15,247
22,386
26,111
23,236
17,728
17,426
Pb/204Pb
206
0,001
0,004
0,006
0,006
0,009
0,007
0,005
0,006
0,006
0,001
0,001
0,003
0,007
0,007
0,009
0,002
0,002
0,006
0,001
0,005
0,003
0,002
0,004
0,004
0,003
0,005
0,005
0,007
2s
15,494
15,890
15,942
16,148
15,927
16,162
16,221
15,369
15,779
16,219
15,939
15,635
15,906
15,921
16,279
15,968
16,175
16,121
15,941
15,941
15,506
15,343
15,292
15,949
16,300
15,998
15,586
15,918
Pb/204Pb
207
0,009
0,004
0,005
0,005
0,006
0,006
0,004
0,006
0,006
0,008
0,009
0,003
0,006
0,006
0,006
0,001
0,001
0,004
0,006
0,004
0,002
0,002
0,004
0,002
0,002
0,003
0,004
0,007
2s
37,246
36,829
36,770
37,944
37,641
38,467
38,335
35,169
36,976
37,805
37,461
34,715
36,778
36,795
37,426
37,885
38,811
38,713
37,124
37,436
35,325
34,827
34,596
36,959
37,403
37,614
37,138
36,719
Pb/204Pb
208
0,002
0,009
0,002
0,001
0,001
0,001
0,009
0,001
0,001
0,002
0,002
0,007
0,001
0,001
0,001
0,003
0,003
0,001
0,001
0,009
0,006
0,005
0,001
0,005
0,004
0,008
0,001
0,002
2s
0,801402
0,909033
0,875619
0,784482
0,697190
0,823569
0,729720
0,978676
0,891467
0,744117
0,814021
0,911950
0,933963
0,876190
0,700365
0,783232
0,769820
0,771260
0,762052
0,778091
0,886089
0,987095
1,002881
0,712385
0,624259
0,688516
0,879164
0,913421
Pb/206Pb
207
Tabela 4. Composição isotópica das amostras de jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro. Lixiviados (L1 a L6).
0,000035
0,000023
0,000030
0,000024
0,000018
0,000037
0,000025
0,000030
0,000031
0,000024
0,000025
0,000027
0,000021
0,000027
0,000021
0,000018
0,000014
0,000019
0,000028
0,000016
0,000027
0,000015
0,000024
0,000026
0,000028
0,000011
0,000024
0,000025
2s
1,891342
2,106748
2,026509
1,843508
1,647742
1,960220
1,724476
2,239643
2,089000
1,734399
1,913423
2,063081
2,159542
2,025091
1,610172
1,858330
1,847161
1,852000
1,774677
1,827298
2,018725
2,240606
2,268740
1,650801
1,432513
1,618832
2,095032
2,106982
Pb/206Pb
208
0,000021
0,000052
0,000018
0,000028
0,000039
0,000060
0,000036
0,000013
0,000029
0,000017
0,000010
0,000014
0,000028
0,000020
0,000026
0,000013
0,000025
0,000044
0,000039
0,000024
0,000029
0,000025
0,000024
0,000011
0,000022
0,000024
0,000011
0,000018
2s
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 121-147, jan.-abr. 2018
Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
No diagrama 207Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb, as razões isotópicas Pb-Pb das rochas do corpo S11D (Figura 12A) situam-se acima da curva de evolução isotópica de Pb de Stacey & Kramer (1975), o que indica, mesmo que em pequenas quantidades, a presença de U na fonte dessas rochas. Isso sugere uma assinatura isotópica semelhante à das rochas da crosta superior. Percebe-se que o jaspilito não alterado apresenta alinhamento e o jaspilito alterado e
o minério de ferro, grande dispersão. Esse comportamento pode sugerir remobilização de Pb, possivelmente devido à abertura do sistema Pb-Pb por processos intempéricos. No diagrama 208Pb/206Pb versus 207Pb/206Pb (Figura 12B), foi possível observar que a variação da razão isotópica nos diferentes estágios de alteração, desde o jaspilito não alterado ao minério de ferro, não apresenta grandes variações, mostrando que os materiais alterados possuem
Figura 12. A) Diagrama 207Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb, destacando a curva da crosta superior com as amostras de jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro plotadas acima da curva de evolução do Pb de Stacey & Kramer (1975); B) variação da razão isotópica 208 Pb/206Pb versus 207Pb/206Pb no jaspilito não alterado, jaspilito alterado e minério de ferro; C) diagrama 208Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb mostrando a dispersão das rochas estudadas, sugerindo provável remobilização de Pb pelos processos intempéricos.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 121-147, jan.-abr. 2018
assinatura semelhante à da rocha fresca. Nesse diagrama, o espalhamento das rochas alteradas superpõe-se no intervalo das razões isotópicas da rocha fresca, apresentando nítido alinhamento, o qual sugere a existência de uma razão Th/U constante, ou seja, o intemperismo não modificou a razão Th/U. Contudo, no diagrama 208 Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb (Figura 12C), as rochas estudadas apresentam grande dispersão, sugerindo que a razão U/Th foi modificada pelos processos de alteração.
maciços e brechados (Silva & Villas, 1998). Este depósito é considerado pouco radiogênico, pois as assinaturas isotópicas 206Pb/204Pb obtidas em calcopirita variam de 18,40 a 22,81 (Silva et al., 2001). A mineralização de Cu-Au de Salobo é hospedada por gnaisses neoarqueanos correlatos aos granitos deformados da Suíte Igarapé Gelado (Barbosa, 2004). Ela é constituída por calcocita e bornita, sendo que, subordinadamente, tem-se calcopirita, digenita, covelita, cobaltita, saflorita, pirrotita, pirita, molibdenita, ouro, prata e grafita (Faraco et al., 1996; DOCEGEO, 1988). O ouro constitui inclusões em magnetita, saflorita ou forma intercristais em arseniatos (Mellito, 1998). As assinaturas isotópicas de Pb em calcopirita, magnetita, calcocita e turmalina mostram razões 206Pb/204Pb variando de 22,53 a 1.408,98 (Mellito, 1998). O depósito de Cu-Au do Alemão está hospedado em rochas metavulcânicas e metapiroclásticas do Grupo Igarapé Bahia. A mineralização é classificada em dois tipos de minério: magnetítico sulfetado e clorítico sulfetado (Santos, 2002). A assinatura isotópica de Pb obtida em sulfetos por Santos (2002) apresenta razões 206Pb/204Pb variando de 38,66 a 16.839,00. A mineralização de Cu-Au de Igarapé Bahia é hospedada por rochas metavulcânicas, metapiroclásticas e metassedimentares, incluindo formações ferríferas do Grupo Igarapé Bahia (DOCEGEO, 1988). O minério é composto principalmente por calcopirita, secundada por pirita, bornita e covelita, em menor quantidade biotita, turmalina, calcita, molibdenita e fluorita. Segundo Tallarico (1996), traços de uraninita, hessita, monazita, apatita, bastnasita, parisita, cassiterita, ferberita e ouro também são encontrados. As assinaturas isotópicas de Pb obtidas em calcopirita mostram razões 206Pb/204Pb variando de 23,91 a 2.303,34 (Galarza et al., 2008). O depósito de Cu-Au de Gameleira está hospedado na sequência vulcano-sedimentar do Grupo Igarapé Pojuca. A mineralização é constituída por calcopirita e molibdenita, além de fluorita e turmalina (DOCEGEO, 1998).
ASSINATURA ISOTÓPICA DE Pb DOS DEPÓSITOS MINERAIS DA REGIÃO DE CARAJÁS Na Província Mineral de Carajás, foram desenvolvidos vários trabalhos sobre isótopos de Pb em mineralizações e em alguns depósitos supergênicos. Dessa forma, será feita uma breve análise comparativa das assinaturas isotópicas desses depósitos com o depósito de ferro do corpo S11D. Segundo Marschick et al. (2001) e Lancaster et al. (2000), a mineralização de Cu-Au do Sossego está hospedada em granitos, dioritos, rochas vulcânicas máficas e félsicas, bem como em rochas subvulcânicas próximas ao contato das rochas vulcânicas do Grupo Grão Pará. A mineralização é composta por calcopirita, siegenita, millerita, ouro, hesita e esfalerita. As assinaturas isotópicas de Pb em calcopirita mostram razões 206Pb/204Pb variando de 27,34 a 998,39 (Neves, 2006; Daniele Lima, comunicação pessoal). A mineralização de Cu-Zn de Pojuca está contida em BIF intercalados a metavulcânicas máficas-intermediárias, consistindo em pirrotita, calcopirita e esfalerita, rara pirita, magnetita e ilmenita, e bem menos co-pentlandita, molibdenita, bornita e covelita (Faraco et al., 1996). As assinaturas isotópicas obtidas em calcopirita possuem razões 206 Pb/204Pb que variam de 41,60 a 69,60 (Mougeot, 1996). A mineralização de Cu-Au de Águas Claras está hospedada em arenitos e pelitos e nos contatos de sills máficos da Formação Águas Claras. A mineralização, de origem hidrotermal epigenética, é caracterizada por veios de quartzo auríferos sulfetados, extensionais,
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Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
Essa mineralização apresenta assinatura isotópica 206 Pb/204Pb que varia entre 20,83 e 34,77 (Galarza & Macambira, 2002b). O depósito de Au-(Pd-Pt) de Serra Pelada está hospedado na sequência metassedimentar da Formação Rio Fresco. A mineralização caracteriza-se por ser aparentemente pobre em minerais sulfetados, sendo o ouro a principal mineralização desse depósito. Sua assinatura isotópica 206Pb/204Pb, obtida em calcopirita, varia de 18,4 a 25,9 (Mougeot, 1996). O minério de ferro, o qual constitui o depósito de ferro do corpo S11D, possui razões 206Pb/204Pb pouco radiogênicas, variando de 15,7 a 22,2 (Figura 13), quando
comparadas às mineralizações altamente radiogênicas dos depósitos cuproauríferos da Província Mineral de Carajás (Cu-Au do Sossego, Cu-Au do Salobo, Cu-Zn de Pojuca, Cu-Au do Alemão, Cu-Au de Igarapé Bahia, CuAu de Gameleira), podendo ser comparado somente aos depósitos de Águas Claras e de Serra Pelada, devido ao fato de estes serem depósitos supergênicos. Os altos valores das razões 206Pb/204Pb na mineralização de Cu-Au de Igarapé Bahia estão diretamente relacionados à presença de uraninita como inclusões em sulfetos (Angélica et al., 1996; Mougeot, 1996) e associados ao fato de serem todos hidrotermais. Isto também pode ser a provável explicação para os demais depósitos altamente radiogênicos.
Figura 13. Intervalo da razão 206Pb/204Pb das mineralizações na região de Carajás. No gráfico, é possível observar que os depósitos cuproauríferos são altamente radiogênicos, quando comparados ao depósito de ferro de Carajás.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 121-147, jan.-abr. 2018
CONCLUSÕES As cavernas do corpo S11D estão hospedadas em formações ferríferas bandadas (banded iron formation – BIF), que se encontram em diferentes estágios de alteração intempérica, permitindo classificá-las em dois grupos: jaspilito alterado e minério de ferro. O jaspilito não alterado é considerado a rocha fresca, da qual as alteradas são oriundas, formando, assim, um perfil intempérico. As observações petrográficas demonstraram que o jaspilito não alterado é caracterizado pela alternância de bandas centimétricas de minerais opacos, compostas por Hem-1, magnetita e, subordinadamente, por maghemita e bandas silicosas, formadas por chert e quartzo granular. Já o jaspilito alterado é composto predominantemente por Hem-2 e subordinadamente por Hem-1 e magnetita; o bandamento está ausente, pois a banda de minerais silicosos, que é a mais solúvel, foi quase em sua totalidade lixiviada, acarretando a geração de cavidades de dissolução. Além disso, também foram observadas fases minerais neoformadas, goethita, mais abundante, e Hem-3. O minério de ferro é um grupo composto por rochas intensamente alteradas, não apresentando características primárias. A rocha é formada em sua totalidade por Hem-2. As análises mostraram aumento da quantidade de Fe2O3 nas rochas alteradas, bem como brusca diminuição no teor de SiO2 do jaspilito não alterado para o jaspilito alterado e o minério de ferro, apresentando intenso processo de lateritização. Também é observado aumento aparente no teor de ETR nas rochas mais alteradas – jaspilito alterado e minério de ferro –, além de aumento de ETRP com relação aos ETRL, devido provavelmente ao comportamento menos móvel desses elementos. A gênese das cavernas e do minério de ferro em suas fases iniciais está diretamente ligada à formação de um perfil de intemperismo, através dos processos de dissolução e de lixiviação, com os processos químicos primários na formação das cavernas, que, combinados a outros fatores (tais como estruturais, hidrogeológicos, estratigráficos),
ocasionam a evolução dessas estruturas, sendo tanto a origem das cavernas quanto a do minério de ferro comum (intempérica) e provavelmente contemporânea. As análises isotópicas de Pb apontam para o jaspilito não alterado razões 15,247 < 206Pb/204Pb < 26,111, 15,292 < 207Pb/204Pb < 16,300 e 34,596 < 208Pb/204Pb < 37,614. No jaspilito alterado, foram apontadas as razões isotópicas 16,827 < 206Pb/204Pb < 23,244, 15,635 < 207Pb/204Pb < 16,279 e 34,715 < 208Pb/204Pb < 38,811. No minério de ferro, foram evidenciadas as razões 15,702 < 206Pb/204Pb < 22,845, 15,369 < 207Pb/204Pb < 16,221 e 35,169 < 208 Pb/204Pb < 38,467, mostrando que a assinatura isotópica das rochas são pouco radiogênicas. As rochas estudadas mostraram assinatura isotópica semelhante à assinatura das rochas da crosta superior, como demonstrou o diagrama 207Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb, sugerindo que há presença de U na fonte, mesmo em quantidades pequenas. Além disso, o digrama indica que as rochas alteradas estão dispersas, fato que pode indicar remobilização de Pb por processos intempéricos. No diagrama 208Pb/ 206Pb versus 207Pb/ 206Pb, as rochas alteradas possuem assinatura semelhante à da rocha fresca, pois os seus intervalos superpõem-se ao do jaspilito não alterado, apresentando nítido alinhamento, sugerindo que o intemperismo não modificou a razão Th/U. Porém, no diagrama 208Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb, as amostras apresentam-se dispersas, contrapondo a hipótese do digrama anterior. De acordo com os resultados, não foram observadas mudanças na assinatura isotópica ao longo do perfil de alteração que indicassem eventos metamórficos, reativações tectônicas ou percolação de fluidos hidrotermais que perturbassem o geocronômetro Pb-Pb e acrescentassem Pb de outras fontes. Com base nos dados acima expostos, conclui-se que a formação das cavernas e do minério de ferro tem sua gênese associada somente a processos supergênicos, descartando a possibilidade de origem hidrotermal (hipogênica).
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Petrografia, geoquímica e assinatura isotópica de Pb de formações ferríferas bandadas associadas à gênese das cavernas da Serra Sul...
AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à Vale S.A, financiadora do projeto 3017 (ACA n. 20644725/VALE-UFPA-FADESP), intitulado “Levantamento geoespeleológico da Unidade Espeleológica de Carajás, Província Mineral de Carajás (Projeto Cavidades - PROCAV)”; à Fundação de Amparo e Desenvolvimento da Pesquisa (FADESP); à Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará; à Universidade Federal do Pará; aos doutores Marco Toro e Joel Macambira, pela orientação e colaboração nas etapas desta pesquisa; ao coordenador do PROCAV Antônio Emídio Santos Jr.; à gestora Daniele Freitas Gonçalves, pelo auxílio intelectual e logístico; aos geólogos da Vale, Carlos Teles e Rafael Guimarães, pelo auxílio nas atividades de campo; e aos revisores deste artigo, que contribuíram de forma significativa.
BARROS, C. E. M., A. S. SARDINHA, J. P. O. BARBOSA & M. J. B. MACAMBIRA, 2009. Structure, petrology, geochemistry and zircon U/Pb and Pb/Pb geochronology of the synkinematic Archean (2.7 Ga) A-type granites from the Carajás Metallogenic Province, Northern Brazil. The Canadian Mineralogist 47(6): 1423-1440. DOI: <https:// doi.org/10.3749/canmin.47.6.1423>.
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Notas de pesquisa
Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 151-155, jan.-abr. 2018
Interação agonística entre fêmeas de Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae) Agonistic interaction between females of Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae) Sandro Gonçalves Moreira Pesquisador independente. Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
Resumo: Este é o primeiro relato de interação agonística entre fêmeas de mutum-de-penacho (Crax fasciolata Spix, 1825) que culminou com a morte de um dos indivíduos. O evento ocorreu na zona rural do município de Uberlândia, Minas Gerais, Brasil. Palavras-chave: Mutum-de-penacho. Relações intraespecíficas. Comportamento. Abstract: This paper reports the first record of agonistic interaction between females of the bared-faced curassow (Crax fasciolata Spix, 1825), that lead to the death of one of them. The event occurred in the countryside of Uberlândia municipality, Minas Gerais state, Brazil. Keywords: Bared-faced curassow. Intraspecific relationships. Behaviour.
MOREIRA, S. G., 2018. Interação agonística entre fêmeas de Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 151-155. Autor para correspondência: Sandro Gonçalves Moreira. Rua José Maria Malva, 38 – Nova Uberlândia. Uberlândia, MG, Brasil. CEP 38421-630 (sandroechoavis@hotmail.com). Recebido em 14/11/2017 Aprovado em 05/03/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Interação agonística entre fêmeas de Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae)
Cracidae é uma família de aves que ocorre do sul dos EUA ao sul da América do Sul (Vaurie, 1968), constituindo-se como um grupo de grande importância ecológica, principalmente por sua ação na dispersão e na predação de sementes, impactando diretamente na dinâmica populacional de diversas espécies vegetais (Levey, 1994; Yumoto, 1999; Brooks et al., 2000; Santamaría & Franco, 2000). Há lacunas no estudo da distribuição de muitas espécies, e estas compõem um grupo de aves bastante ameaçado das Américas, sendo a degradação de seus habitats naturais e a caça as ações humanas de maior impacto sobre suas populações (del Hoyo, 1994; Begazo & Bodmer, 1998; Brooks et al., 2000; Pereira & Wajntal, 2001; Gonçalves et al., 2010). O mutum-de-penacho (Crax fasciolata Spix, 1825), espécie considerada vulnerável quanto ao status de conservação, ocorre do norte do Brasil ao norte da Argentina (Birdlife International, 2016). Os machos possuem plumagem predominantemente negra, incluindo a crista, com o ventre e a ponta das retrizes brancas. As fêmeas possuem plumagem negra, listrada de branco, cabeça e pescoço negros, peito marrom e barriga bege. Além disso, os machos possuem bico amarelo com ponta negra e tarsos cinzas, enquanto as fêmeas possuem bico totalmente negro e tarsos rosados (Sigrist, 2007; Fernández-Duque et al., 2013; Wikiaves, 2018). Esses animais forrageiam principalmente pela manhã (em horários de temperatura mais amena), normalmente sozinhos ou aos pares e, excepcionalmente, em pequenos grupos, de três a cinco indivíduos, não sendo comum a visualização de juvenis com adultos (Jean Desbiez & São Bernardo, 2011; Fernández-Duque et al., 2013). Normalmente, ocorrem associados a cursos d’água, em florestas de galeria, o que representa um desafio para a implantação de projetos de conservação da espécie, pelo fato de tais áreas serem bastante procuradas para atividades agropecuárias, apesar de protegidas por lei (Marini, 2001; Fernández-Duque et al., 2013). Em virtude principalmente da crescente perda de habitat, Laganaro (2013) sugere a
implementação de um plano nacional para a conservação do mutum-de-penacho, apontando a necessidade da realização de manejo em cativeiro de forma mais efetiva, com finalidade de reintrodução de espécimes no ambiente natural. Em 24 de setembro de 2017, no condomínio de chácaras Eldorado, situado a quinze quilômetros da área urbana de Uberlândia, no estado de Minas Gerais, Brasil, foi avistado, às 07:02 h, um bando de mutunsde-penacho, constituído por duas fêmeas e um macho. Logo após, verificou-se a ocorrência de um embate físico entre as fêmeas, não tendo sido possível determinar se já estava ocorrendo antes do avistamento das aves. Uma das fêmeas era mais agressiva, realizando a maioria das investidas, que acabaram acarretando na morte do outro indivíduo. Mesmo após a ausência de qualquer tipo de reação da fêmea abatida, a vencedora permaneceu a proferir bicadas na cabeça e no pescoço da mesma, além de arrastá-la no solo algumas vezes, por distâncias de poucos centímetros (Figura 1). Às 07:35 h, a fêmea vencedora evadiu-se do local, juntando-se ao macho, que permaneceu praticamente parado nas proximidades durante o conflito (Figura 2), sem participar da interação descrita, também não realizando qualquer atividade que possa ter sido observada.
Figura 1. Interação agonística entre fêmeas de mutum-de-penacho (Crax fasciolata) no condomínio de chácaras Eldorado, em Uberlândia, Minas Gerais. Foto: Sandro Gonçalves Moreira, 24 de setembro de 2017.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 151-155, jan.-abr. 2018
Figura 2. Macho de mutum-de-penacho (Crax fasciolata) (destaque acima), próximo a fêmeas em interação agonística (destaque abaixo) no condomínio de chácaras Eldorado, em Uberlândia, Minas Gerais. Foto: Sandro Gonçalves Moreira, 24 de setembro de 2017.
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Interação agonística entre fêmeas de Crax fasciolata Spix, 1825 (Aves: Galliformes: Cracidae)
A fêmea abatida parecia ser jovem, por possuir 79 cm e 1,88 kg, dados biométricos um pouco abaixo daqueles apresentados por fêmeas adultas (83 cm e 2,7 kg) (Sick, 1997). Externamente, foram detectados danos físicos na cabeça e no pescoço da ave (principalmente no lado esquerdo), bem como fratura no bico e na cauda, com perda de uma das retrizes centrais (Figura 3). Há poucos trabalhos que descrevem relações intraespecíficas em aves do gênero Crax na natureza, especialmente sobre comportamentos reprodutivos, como a descrição de interações entre machos de Crax fasciolata em potencial comportamento de lekking (Jean Desbiez & São Bernardo, 2011) e de agressividade de machos adultos em direção a machos jovens, entre Crax blumenbachii Spix, 1825 (Sick, 1970). São necessários estudos posteriores, com a finalidade de investigar as possíveis causas do evento descrito, podendo ser levantadas as seguintes hipóteses: 1) competição intrassexual entre as fêmeas, com defesa territorial pelo par reprodutivo, considerando-se que os cracídeos, em geral, são monogâmicos, embora o sistema poligínico tenha sido observado em algumas espécies, como Crax blumenbachii e Crax daubentoni Gray, 1867 (Sick, 1970; Buchholz, 1991); 2) alteração comportamental das aves, em virtude de mudança da paisagem – de acordo com Donald (2007), em sistemas monogâmicos de acasalamento, alterações ambientais podem causar desvio na razão sexual, gerando desequilíbrio nas populações reprodutivas. O local do presente registro vem sendo degradado nos últimos anos em virtude da instalação de propriedades rurais, convertendo a área em um mosaico de edificações humanas, em áreas de plantio e de recreação e em fragmentos de mata (observações pessoais). Segundo Rosvall (2011), agressividade exacerbada entre fêmeas pode estar relacionada à escassez de recursos ambientais e/ou de parceiros de boa qualidade, que possam lhe garantir benefícios diretos, especialmente alto sucesso reprodutivo.
Figura 3. Regiões lesionadas na fêmea de Crax fasciolata abatida: A) face esquerda; B) face direita; C) cauda. Fotos: Sandro Gonçalves Moreira, 24 de setembro de 2017.
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Bol. Mus. Para. Emílio Goeldi. Cienc. Nat., Belém, v. 13, n. 1, p. 157-160, jan.-abr. 2018
Tabanidae (Diptera) of the Amazon. XXII. First record of horse flies attacking golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae) Tabanidae (Diptera) da Amazônia. XXII. Primeiro registro de mutucas atacando teiú-branco, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae) Inocêncio de Sousa GorayebI, Carlos Eduardo Costa de CamposII I
Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Belém, Pará, Brasil II
Universidade Federal do Amapá. Macapá, Amapá, Brasil
Abstract: This is the first record of horse flies (Diachlorus curvipes and Tabanus occidentalis) were collected attacking and feeding on the blood of the golden tegu lizard (Tupinambis teguixin) at the Maracá-Jipióca Ecological Station, municipality of Amapá, Brazil. Keywords: Insect. Horsefly. Lizard. Jacuraru. Hematophagy. Eastern Amazon. Resumo: Este é o primeiro registro de tabanídeos (Diachlorus curvipes e Tabanus occidentalis) atacando e fazendo repasto sanguíneo no teiú-branco (Tupinambis teguixin) na Estação Ecológica Maracá-Jipióca, no município de Amapá, Brasil. Palavras-chave: Insecta. Mutuca. Lagarto. Jacuraru. Hematofagia. Amazônia oriental.
GORAYEB, I. S. & C. E. C. CAMPOS, 2018. Tabanidae (Diptera) of the Amazon. XXII. First record of horse flies attacking golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae). Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais 13(1): 157-160. Autor para correspondência: Inocêncio de Sousa Gorayeb. Museu Paraense Emílio Goeldi/MCTIC. Coordenação de Zoologia. Entomologia. Av. Perimetral, 1901 – Terra Firme. Belém, PA, Brasil. CEP 66077-830 (gorayeb@museu-goeldi.br). Recebido em 29/10/2017 Aprovado em 20/01/2018 Responsabilidade editorial: Fernando da Silva Carvalho Filho
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Tabanidae (Diptera) of the Amazon. XXII. First record of horse flies attacking golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae)
INTRODUCTION Horseflies (Diptera: Tabanidae) are true flies ranging in size from 5 to 30 mm, with generally robust body and large eyes. Adult tabanids are found in almost all habitats, such as salt lakes, beaches, deserts, forests, and mountains up to the snow line in the Andes. Some species prefer more open habitats such as those created by agriculture (Fairchild, 1981). Adult of both sexes feed on nectar and sugary substances (honeydew) produced by sap-sucking insects, but adult females feed on blood after mating. Therefore, only the adult females can transmit diseases agents of that accumulate in the mouthparts, salivary glands, and tarsi (Krinsky, 1976). The adult hematophagous females attack mainly large mammals such as sloths, tapirs, domestic and wild ungulates, and humans (Fairchild, 1981), but there are also records for birds (Limeira-de-Oliveira et al., 2002), turtles, Squamata (snakes and lizards), and Crocodilians (Medem, 1981; Henriques et al., 2000; Ferreira et al., 2002). Most records of horsefly species attacking cold-blooded animals are for crocodilians and chelonians, and there are few records for Squamata. Surcouf (1923) recorded Tabanus guyanoe (Surcouf, 1922) attacking a monitor lizard [Varanus griseus (Daudin, 1803)] in the Sahara desert in Algeria, and Gouteux et al. (1989) recorded Chrysops silacea Austen, 1907 and C. dimidiata Wulp, 1885 attacking varanid lizards in the Congo. Philip (1976) recorded the attack of horseflies on snakes in the genus Boa in Colombia and Panama, and Philip (1986) recorded four horse fly species attacking anaconda [Eunectes murinus (Linnaeus, 1758)] in Peru. Philip (1983) recorded Stenotabanus stigma (Fabricius, 1805) attacking iguanas on the Galapagos Islands. Ferreira et al. (2002) verified the diurnal activity and seasonality of captured tabanids using two species of cold-blooded hosts, the common caiman (Caiman crocodilus Linnaeus, 1758) and anaconda; in his study four species were recorded: Stenotabanus cretatus Fairchild, 1961, Stenotabanus bequaerti Rafael, Fairchild & Gorayeb, 1982, Phaeotabanus nigriflavus (Krober, 1930), and Tabanus occidentalis Linnaeus, 1758, all attacking both hosts.
This research note presents the first record of tabanid attack on the golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae).
METHODS STUDY AREA This study was carried out at the Maracá-Jipióca Ecological Station (ESEC), which is a coastal island in Amapá municipality, with an area of 72,000 hectars. ESEC is formed by two islands, North Maracá Island and South Maracá Island (2° 06’ 15.89” N; 50° 28’ 36.77” W), divided by a channel known locally as ‘Inferno stream’, and Jipióca Island. The relief is low and confers little difference on the landscape, with vegetation such as floodplain, mangrove, dunes, forest, and few raised areas locally called ‘tesos’ (Vergara & Stephano, 2010). Observations and collections were carried out in July and October of 2016, in the morning, in an area behind the headquarters of the Chico Mendes Institute of Biodiversity Conservation (2° 5’ 49.5” N; 50° 29’ 53.7” W). Photographs were made with a Canon EOS Rebel T6 DSLR digital camera. Horse fly specimens are deposited in the Entomological Collection of the Institute of Scientific and Technological Research (IEPA) in Amapá, Macapá, Brazil. RESULTS Initially, a golden tegu lizard was observed on North Maracá Island being attacked by two species of horse flies on 16 July 2016, during the morning from 10:00 to 11:00 h. On 11 October 2016, a golden tegu was captured, immobilized, and left on the ground in low vegetation from 13:00 to 14:00 h. During this period, 18 individual horse flies Diachlorus curvipes (Fabricius, 1805) and two T. occidentalis were observed on the lizard’s head and back, biting in the membranous areas between scales near the mouth and eyes (Figures 1-3). After the horse flies’attack, several drops of blood could be seen at the bite location (Figure 3).
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Figure 1. Golden tegu (Tupinambis teguixin Linnaeus, 1758) with horsefly Diachlorus curvipes (Fabricius, 1805) on the head and back, taking a blood meal. Maracá-Jipióca Ecological Station, Amapá, Macapá. Photo: Carlos Eduardo Costa de Campos.
Figure 2. Golden tegu (Tupinambis teguixin Linnaeus, 1758) with Diachlorus curvipes (Fabricius, 1805), biting between the scales on the head and on the mouth membrane. Maracá-Jipióca Ecological Station, Amapá, Macapá. Photo: Carlos Eduardo Costa de Campos.
The golden tegu did not scratch the bites nor show any reaction to the attack of the tabanids.
DISCUSSION The two horse fly species attacking the golden tegu are common and widely distributed. T. occidentalis occurs from Mexico to Argentina, and D. curvipes is distributed from Costa Rica to northern South America (Coscarón & Papavero, 2009). T. occidentalis is one of the most common and abundant species in the Amazon region, occurring in open and forested areas (Gorayeb, 1985, 1993, 1999, 2000), as a generalist species that attacks various groups of animals including humans. This is first report of the species attacking the golden tegu. In studies conducted by Gorayeb (1985, 1993, 1999, 2000) in the eastern Amazon, D. curvipes was among the most abundant species, however there is little information on the biology of the species. Several species of horse flies are feed on warm and cold-blooded animals, as is the case of T. occidentalis. However, some species are restricted to a few hosts. D. curvipes has already been recorded attacking humans, horses, oxen, and caimans (I. S. Gorayeb, personal observation),
Figure 3. Golden tegu (Tupinambis teguixin Linnaeus, 1758) with Diachlorus curvipes (Fabricius, 1805) on the head, with a drop of blood visualable at the bite. Maracá-Jipióca Ecological Station, Amapá, Macapá. Photo: Carlos Eduardo Costa de Campos.
but it is unable to feed on the blood of some of these hosts. According to Gorayeb (1985), D. curvipes individuals were unable to feed on horses used as baits, although they were
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Tabanidae (Diptera) of the Amazon. XXII. First record of horse flies attacking golden tegu, Tupinambis teguixin Linnaeus 1758 (Reptilia: Squamata: Teiidae)
attracted to and rested on the animals’ legs. The horse fly individuals in this report fed on the golden tegu lizard. This tabanid species, despite visiting both warm and cold-blooded animals, may be specialized to feeding on lizards. The distribution of D. curvipes includes Costa Rica, Panama, Colombia, Venezuela, Guiana, Suriname, French Guiana, eastern Peru, Bolivia, and Brazil (Amapá, Pará, Roraima, Rondônia, Mato Grosso, Minas Gerais), and Trinidade (Coscarón & Papavero, 2009). This distribution coincides with that of the golden tegu, which suggests a consistent host relation in evolutionary terms.
CONCLUSION This is the first record of D. curvipes and T. occidentalis attacking the golden tegu lizard (Tupinambis teguixin). Unlike T. occidentalis, which feeds on both warmblooded and cold-blooded animals, D. curvipes is possibly associated with cold-blooded animals or even large lizards. Although D. curvipes has already been reported attacking caimans, horses, and humans, it apparently can not feed on mammalian blood. REFERENCES COSCARÓN, S. & N. PAPAVERO, 2009. Catalogue of Neotropical Diptera. Tabanidae. Neotropical Diptera 16: 1-199. FAIRCHILD, G. B., 1981. Tabanidae. In: S. H. HURLBERT, G. RODRIGUEZ & N. D. SANTOS (Ed.): Aquatic biota of tropical South America: Arthropoda: 290-301. San Diego State University, San Diego. FERREIRA, R. L. M., A. L. HENRIQUES & J. A. RAFAEL, 2002. Activity of tabanids (Insecta: Diptera: Tabanidae) attacking the reptiles Caiman crocodilus (Alligatoridae) and Eunectes murinus (Linn.) (Boidae) in the Central Amazon, Brazil. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 97(1): 133-136. DOI: <http://dx.doi.org/10.1590/ S0074-02762002000100024>. GORAYEB, I. S., 1985. Tabanidae (Diptera) da Amazônia oriental: sazonalidade, ataque e estratificação arbórea: 1-205. Tese (Doutorado) – Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus. GORAYEB, I. S., 1993. Tabanidae (Diptera) da Amazônia. XI Sazonalidade das espécies da Amazônia oriental e correlação com fatores climáticos. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi, Série Zoologia 9(2): 241-281.
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BOLETIM DO MUSEU PARAENSE EMÍLIO GOELDI. CIÊNCIAS NATURAIS INSTRUÇÕES AOS AUTORES Objetivos e política editorial O Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais tem como missão publicar trabalhos originais em biologia (zoologia, botânica, biogeografia, ecologia, taxonomia, anatomia, biodiversidade, vegetação, conservação da natureza) e geologia. A revista aceita colaborações em português, espanhol e inglês (Inglaterra) para as seguintes seções: Artigos Científicos – textos analíticos originais, resultantes de estudos e pesquisas com contribuição efetiva para o avanço do conhecimento. Até 50 laudas. Notas de Pesquisa – relato preliminar sobre observações de campo, dificuldades e progressos de pesquisa em andamento, ou em fase inicial, enfatizando hipóteses, comentando fontes, resultados parciais, métodos e técnicas utilizados. Até 15 laudas. Memória – seção que se destina à divulgação de acervos ou seus componentes que tenham relevância para a pesquisa científica; de documentos transcritos parcial ou integralmente, acompanhados de texto introdutório; e de ensaios biográficos, incluindo obituário ou memórias pessoais. Até 15 laudas. Resenhas Bibliográficas – texto descritivo e/ou crítico de obras publicadas na forma impressa ou eletrônica. Até cinco laudas. Teses e Dissertações – descrição sucinta, sem bibliografia, de dissertações de mestrado, teses de doutorado e livre-docência. Uma lauda.
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Lagarto com 4 patas bem desenvolvidas.................................................................................................................................3
2. Dígitos geralmente sem unhas, dorsais lisas.....................................................................................................Bachia flavescens Dígitos com unhas, dorsais quilhadas.................................................................................................................Bachia panoplia 3. Mãos com apenas 4 dedos....................................................................................................................................................4
Mãos com 5 dedos................................................................................................................................................................5
4. Escamas dorsais lisas....................................................................................................................Gymnophthalmus underwoodii
Escamas dorsais quilhadas.................................................................................................................Amapasaurus tetradactylus
5. Cabeça com grandes placas...................................................................................................................................................6
Cabeça com escamas pequenas............................................................................................................................................7
6. Placas posteriores da cabeça formam uma linha redonda.........................................................................Alopoglossus angulatus
Placas posteriores da cabeça formam uma linha reta...................................................................................... Arthrosaura kockii
7. Etc. Etc. Pede-se destacar termos ou expressões por meio de aspas simples. Apenas termos científicos latinizados ou em língua estrangeira devem constar em itálico. Observar cuidadosamente as regras de nomenclatura científica, assim como abreviaturas e convenções adotadas em disciplinas especializadas. Citações e referências a autores no decorrer do texto devem subordinar-se à seguinte forma: sobrenome do autor (apenas com inicial maiúscula) e ano (exemplo: Weaver, 1989). Em trabalhos com dois autores, os nomes devem ser separados por “&”. No caso de mais de dois autores, menciona-se somente o nome do primeiro autor seguido por “et al.”. Todas as obras citadas ao longo do texto devem estar corretamente referenciadas ao final do artigo.
Estrutura básica dos trabalhos Título – No idioma do texto e em inglês (quando este não for o idioma do texto). Deve ser escrito em caixa baixa, em negrito, centralizado na página. Resumo e Abstract – Texto em um único parágrafo, ressaltando os objetivos, métodos e conclusões do trabalho, com, no máximo, duzentas palavras, no idioma do texto (Resumo) e em inglês (Abstract). A versão para o inglês é de responsabilidade do(s) autor(es). Palavras-chave e Keywords – Três a seis palavras que identifiquem os temas do trabalho, para fins de indexação em bases de dados. Introdução – Deve conter uma visão clara e concisa de conhecimentos atualizados sobre o tema do artigo, oferecendo citações pertinentes e declarando o objetivo do estudo.
Material e métodos – Exposição clara dos métodos e procedimentos de pesquisa e de análise de dados. Técnicas já publicadas devem ser apenas citadas e não descritas. Termos científicos, incluindo espécies animais e vegetais, devem ser indicados de maneira correta e completa (nome, autor e ano de descrição). Resultados e discussão – Podem ser comparativos ou analíticos, ou enfatizar novos e importantes aspectos do estudo. Podem ser apresentados em um mesmo item ou em separado, em sequência lógica no texto, usando tabelas, gráficos e figuras, dependendo da estrutura do trabalho. Conclusão – Deve ser clara, concisa e responder aos objetivos do estudo. Agradecimentos – Devem ser sucintos: créditos de financiamento; vinculação do artigo a programas de pós-graduação e/ou projetos de pesquisa; agradecimentos pessoais e institucionais. Nomes de instituições devem ser por extenso, de pessoas pelas iniciais e sobrenome, explicando o motivo do agradecimento. Referências – Devem ser listadas ao final do trabalho, em ordem alfabética, de acordo com o sobrenome do primeiro autor. No caso de mais de uma referência de um mesmo autor, usar ordem cronológica, do trabalho mais antigo ao mais recente. No caso de mais de uma publicação do mesmo autor com o mesmo ano, utilizar letras após o ano para diferenciá-las. Nomes de periódicos devem ser por extenso. Teses e dissertações acadêmicas devem preferencialmente estar publicadas. Estruturar as referências segundo os modelos a seguir: Livro: WEAVER, C. E., 1989. Clays, muds and shales: 1-819. Elsevier, Amsterdam. Capítulo de livro: ARANHA, L. G., H. P. LIMA, R. K. MAKINO & J. M. SOUZA, 1990. Origem e evolução das bacias de Bragança – Viseu, S. Luís e Ilha Nova. In: E. J. MILANI & G. P. RAJA-GABAGLIA (Eds.): Origem e evolução das bacias sedimentares: 221234. PETROBRÁS, Rio de Janeiro. Artigo de periódico: GANS, C., 1974. New records of small amphisbaenians from northern South America. Journal of Herpetology 8(3): 273-276. Série/Coleção: CAMARGO, C. E. D., 1987. Mandioca, o “pão caboclo”: de alimento a combustível: 1-66. Icone (Coleção Brasil Agrícola), São Paulo. Documento eletrônico: IBGE, 2004. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: <http//www.ibge. gov.br/home/estatistica/indicadores/agropecuaria/lspa/defaut.shtm>. Acesso em: 23 janeiro 2004.
Provas Os trabalhos, depois de formatados, são encaminhados em PDF para a revisão final dos autores, que devem devolvê-los com a maior brevidade possível. Os pedidos de alterações ou ajustes no texto devem ser feitos por escrito. Nessa etapa, não serão aceitas modificações no conteúdo do trabalho ou que impliquem alteração na paginação. Caso o autor não responda ao prazo, a versão formatada será considerada aprovada. Cada autor receberá, via Correios, dois exemplares do Boletim. Os artigos são divulgados integralmente no formato PDF no sítio da revista, com acesso aberto.
Endereço para correspondência Museu Paraense Emílio Goeldi Editor do Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais Av. Perimetral, 1901 - Terra Firme CEP 66077-530 Belém - PA - Brasil Telefone: 55-91-3075-6186 E-mail: boletim.naturais@museu-goeldi.br
Lembre-se: 1- Antes de enviar seu trabalho, verifique se foram cumpridas as normas acima. Disso depende o início do processo editorial. 2- Após a aprovação, os trabalhos são publicados por ordem de chegada. O Editor Científico também pode determinar o momento mais oportuno. 3- É de responsabilidade do(s) autor(es) o conteúdo científico do artigo, o cuidado com o idioma em que ele foi concebido, bem como a coerência da versão para o inglês do título, do resumo (abstract) e das palavras-chave (keywords). Quando o idioma não estiver corretamente utilizado, o trabalho pode ser recusado.
Boletim do museu paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais INSTRUCTIONS FOR AUTHORS Goals and editorial policy The mission of the Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais is to publish original works on Biology (zoology, botany, biogeography, ecology, taxonomy, anatomy, biodiversity, vegetation, nature conservation) and Geology. The journal accepts contributions in Portuguese, Spanish, and English (UK) for the following sections: Articles – Scientific and original analytical papers stemming from studies and research, which effectively contribute to building knowledge in the field. Maximum length: 50 pages. Short Communications – Preliminary reports on field observations, problems and progress of current research, emphasizing hypotheses, mentioning sources, partial results, methods and techniques used. Maximum length: 15 pages. Memory – Section intended to report on museum collections, that are relevant for scientific issues; and biographical essays, including obituaries or personal memories. Maximum length: 15 pages. Book Reviews – Text discussing recently published books in the field of natural sciences, in print or electronically. Maximum length: 5 pages. Theses and Dissertations – Theses and dissertations abstracts, with no references section. Maximum length: 1 page.
Submitting a manuscript Manuscripts should be sent to the Scientific Editor by e-mail (boletim.naturais@museu-goeldi.br), with a letter containing: title, full name (no abbreviations) of the main author and other authors, mailing address (complete address, zip code, phone number, fax, e-mail), and declaration stating the main author is responsible for the inclusion of the co-authors. The journal has a Scientific Board. The manuscripts are first examined by the Editor or by one of the Associate Editors. The Editor has the right to recommend alterations be made to the papers submitted or to return them when they fail to comply with the journal’s editorial policy. Upon acceptance, the manuscripts are submitted to peer-review and are reviewed by two specialists who are not members of the Editorial Commission. In the event of disagreement, the manuscript is submitted to other(s) referee(s). If changes or corrections need to be made, the manuscript is returned to the authors who will have thirty days to send a new version. Files related to not accepted manuscripts will be deleted. Publication means fully assigning and transferring all copyrights of the manuscript to the journal. The Liability Statement and Assignment of Copyrights will be enclosed with the notice of acceptance. All the authors must sign the document and return it to the journal. The editors, the Advisory Body and ad hoc scientific advisors are responsible for the ethical duty of confidentiality and their voluntary collaboration to ensure the scientific quality of papers published in the journal. Authors are responsible for the veracity of the information provided, the deposition of the materials studied in recognised institutions (where applicable) and compliance with local laws that govern the collection, study and publication of data.
Preparing manuscripts The manuscripts should be sent in Word for Windows formats, in Times New Roman, font 12, 1.5 spacing between lines, and pages must be sequentially numbered. First page (cover page) must include: title (in the original language and in English); author(s)’s full name; affiliation
(no abbreviations); complete address (es); and e-mail(s) for all authors. A following printed page must include: title, abstract, and keywords (in the original language and in English). Do not mention the name(s) of the author(s). Tables should be in Word format, sequentially numbered, and with clear captions. Images and graphs should be on separate and numbered pages, with their respective captions. They should also be sent in separate files. Digitized images should have a minimum resolution of 500 dpi, minimum size of 3,000 pixels, in TIFF (preferably) or JPEG format. All tables, graphs and images must be necessarily mentioned in the text body. Keys have to be presented in the following format: 1. Lizard with 4 small limbs…………………………………………………………………………………….........…………2
Lizard with 4 well developed limbs……………………………………………………………………...................………..3
2. Fingers and toes generally without nails, dorsals smooth…………….....................................................…….Bachia flavescens Fingers and toes with nails, dorsals keeled……………………………………..........................................……Bachia panoplia 3. Hands with only 4 fingers………………………………………………………………………………...........…………….4
Hands with 5 fingers……………………………………………………………………………………………........……….5
4. Dorsal scales smooth………………………………………………...................................……Gymnophthalmus underwoodii Dorsal scales keeled………………………………………….................................……………….Amapasaurus tetradactylus 5. Head with large scales……………………………………………………………………………………………….......….6
Head with small scales…………………………………………………………………………………….........……………7
6. Posterior scales of head forming a rounded line...........................................................…………………Alopoglossus angulatus
Posterior scales of head forming a straight line………………………...............................................………..Arthrosaura kockii
7. Etc. Etc. To highlight terms or phrases, please use single quotation marks. Only foreing language words and phrases, and latinized scientific names should be in italics. Texts must fully comply with naming rules, abbreviations and conventions adopted in specific fields. To quoting or mentioning authors throughout the text, please use the following format: author’s last name (capitalize only the first letter) and year (example: Weaver, 1989). Publications with two authors are cited with an “&” between the names. In cases where there are more than two authors only the name of the first author is mentioned followed by “et al.”. All quotations in the text body must be accurate and listed at the end of the paper.
Basic text structure Title – The title must appear both in the original language of the text and in English (when English is not the original language). Title must be centralized and in bold. Do not use capitals. Abstract – This section should be one paragraph long and highlight the goals, methods, and results of the study. Maximum length: 200 words. The abstract should be presented both in Portuguese/Spanish and in English. The authors are responsible for the English translation. Keywords – Three to six words that identify the topics addressed, for the purpose of indexing the paper in databases. Introduction – The introduction should contain a clear and concise description based on state-of-the-art knowledge on the topic addressed. It should provide relevant quotations, and express the goals of the study clearly. Materials and Methods – This section contains clear information on methods, procedures and data analysis. Previously published studies should not be described, only mentioned. Scientific terms, including the names of plants and animals, should be provided correctly and accurately (name, author, year of description).
Results and Discussion – The results and discussion can be comparative or analytical, or emphasize new and important aspects of the study. They can be addressed together under the same topic, or separately according to the logical order of the paper by using tables, graphics and pictures depending on the structure of the text. Conclusion – The conclusion should be clear and concise, and should mirror the goals of the study. Acknowledgements – Acknowledgements are brief and can mention: support and funding; connections to graduate programs and/or research projects; acknowledgement to individuals and institutions. The names of institutions should be written in full, those of individuals with initials and family name, indicating what motivated the acknowledgement. References – References should appear at the end of the text in alphabetical order according to the last name of the first author. In the event of two or more references to the same author, please use chronological order starting with the earliest work. In case there are several publications by the same author in the same year, use lower case letters behind the year to differentiate them. Theses and academic dissertations preferably must have been published. References should follow the examples below: Book: WEAVER, C. E., 1989. Clays, muds and shales: 1-819. Elsevier, Amsterdam. Chapter in book: ARANHA, L. G., H. P. LIMA, R. K. MAKINO & J. M. SOUZA, 1990. Origem e evolução das bacias de Bragança – Viseu, S. Luís e Ilha Nova. In: E. J. MILANI & G. P. RAJA-GABAGLIA (Eds.): Origem e evolução das bacias sedimentares: 221234. PETROBRÁS, Rio de Janeiro. Article in journal: GANS, C., 1974. New records of small amphisbaenians from northern South America. Journal of Herpetology 8(3): 273-276. Series/Collection: CAMARGO, C. E. D., 1987. Mandioca, o “pão caboclo”: de alimento a combustível: 1-66. Icone (Coleção Brasil Agrícola), São Paulo. Electronic document: IBGE, 2004. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Available at: <http//www.ibge.gov.br/ home/estatistica/indicadores/agropecuaria/lspa/defaut.shtm>. Accessed on: 23 January 2004.
Proofs Authors will receive their paper in PDF format for final approval, and must return the file as soon as possible. Authors must inform the Editors in writing of any changes in the text and/or approval issues. At this stage, changes concerning content or changes resulting in an increase or decrease in the number of pages will not be accepted. In the event the author does not meet the deadline, the formatted paper will be considered approved by the author. Each author will receive two printed copies of the journal. The papers will be disclosed in full, in PDF format in the journal website.
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