Biota Neotropica, Volume: 22, Issue: spe, Published: 2022
  • speciesLink: rich data and novel tools for digital assessments of biodiversity Thematic Review

    Canhos, Dora Ann Lange; Almeida, Eduardo A. B.; Assad, Ana Lucia; Cunha Bustamante, Mercedes Maria da; Canhos, Vanderlei Perez; Chapman, Arthur David; Giovanni, Renato De; Imperatriz-Fonseca, Vera Lúcia; Lohmann, Lúcia Garcez; Maia, Leonor Costa; Miller, Joseph T.; Nelson, Gil; Peterson, A. Townsend; Pirani, José Rubens; Souza, Sidnei de; Stehmann, João Renato; Thiers, Barbara

    Abstract in Portuguese:

    Resumo speciesLink é um portal de informações em larga escala sobre biodiversidade, que existe graças a uma ampla rede colaborativa de pessoas e instituições. O envolvimento do CRIA com a comunidade científica do Brasil e de outros países é responsável pelos resultados expressivos alcançados, atingindo atualmente mais de 15 milhões de registros de dados primários de biodiversidade, sendo 95% associados a espécimes preservados e cerca de 25% a imagens digitais de alta qualidade. A rede fornece dados sobre mais de 200.000 espécies, das quais mais de 110.000 ocorrem no Brasil. Este artigo descreve as redes temáticas do speciesLink, bem como algumas das ferramentas mais úteis desenvolvidas. A importância e as contribuições do speciesLink são destacadas, assim como as preocupações em garantir um apoio financeiro estável para e-infraestruturas de dados sobre biodiversidade. Aqui revisamos o valor do speciesLink como uma das principais fontes de informação sobre biodiversidade para pesquisa, educação, tomada de decisão, desenvolvimento de políticas e bioeconomia.

    Abstract in English:

    Abstract speciesLink is a large-scale biodiversity information portal that exists thanks to a broad collaborative network of people and institutions. CRIA’s involvement with the scientific community of Brazil and other countries is responsible for the significant results achieved, currently reaching more than 15 million primary biodiversity data records, 95% of which are associated with preserved specimens and about 25% with high-quality digital images. The network provides data on over 200,000 species, of which over 110,000 occur in Brazil. This article describes thematic networks within speciesLink, as well as some of the most useful tools developed. The importance and contributions of speciesLink are outlined, as are concerns about securing stable budgetary support for such biodiversity data e-infrastructures. Here we review the value of speciesLink as a major source of biodiversity information for research, education, informed decision-making, policy development, and bioeconomy.
  • Bioprospecting as a strategy for conservation and sustainable use of the Brazilian Flora Thematic Review

    Silva, Dulce Helena Siqueira; Mannochio-Russo, Helena; Lago, João Henrique Ghilardi; Bueno, Paula Carolina Pires; Medina, Rebeca Previate; Bolzani, Vanderlan da Silva; Vilegas, Wagner; Nunes, Wilhan Donizete Gonçalves

    Abstract in Portuguese:

    Resumo No Brasil, as pesquisas com produtos naturais tiveram um forte impulso quando a FAPESP apoiou a criação do Laboratório de Química de Produtos Naturais do Instituto de Química da USP (1966). Em 1999, a FAPESP lançou o Programa de Pesquisa em Caracterização, Conservação, Restauração e Uso Sustentável da Biodiversidade (BIOTA-FAPESP), que intensificou a exploração sustentável da biodiversidade, e que evoluiu para formar a Rede Biota de Bioprospecção e Bioensaios (BIOprospecTA), que integra grupos de todo o país, otimizando o aproveitamento das competências já instaladas para a bioprospecção de microrganismos, plantas, invertebrados, vertebrados e organismos marinhos. Dos 104 projetos relacionados às ciências vegetais, 35 realizaram a bioprospecção da flora brasileira, em diversas áreas como Química, Botânica, Fisiologia e Morfologia Vegetal, (Quimio)taxonomia Vegetal, Ecologia de Ecossistemas, Genética Vegetal, Recursos Florestais, Engenharia Florestal, dentre outros, levando a milhares de publicações, ao engajamento de centenas de estudantes e ao entendimento mais profundo dos produtos naturais em diferentes modelos biológicos por meio da análise de micromoléculas auxiliada por estratégias computacionais e espectrométricas, além de avaliações farmacológicas. O desenvolvimento de abordagens ômicas ampliou a visão sobre perfil químico dos organismos, possibilitou o estudo integrado e concomitante de várias amostras, e a anotação mais rápida de moléculas conhecidas, por meio do uso de técnicas hifenadas, quimiométricas e redes moleculares. Isso também contribuiu para superar a falta de informação sobre a segurança e eficácia dos fitopreparados, em projetos que tratam da padronização de produtos fitoterápicos, de acordo com normas internacionais. O programa BIOTA-FAPESP também tem focado em aspectos ambientais, de acordo com os princípios da Química Verde e teve reflexos positivos na colaboração internacional, no número e no impacto das publicações científicas e na parceria com empresas, etapa crucial para agregar valor e expandir a cadeia produtiva de bioprodutos. Ainda, a compilação, sistematização e compartilhamento de dados foram contemplados com a criação da base de dados NUBBEDB, de livre acesso, e que se integra com bases internacionais (ACD/labs, American Chemical Society – ACS), auxiliando pesquisadores e empresas no desenvolvimento de diferentes áreas da ciência, tecnologia, fortalecendo a bioeconomia e subsidiando políticas públicas.

    Abstract in English:

    Abstract In Brazil, research with natural products had a strong impulse when FAPESP supported the creation of the Laboratory of Chemistry of Natural Products of the Institute of Chemistry of USP (1966). In 1999, FAPESP launched the Research Program in the Characterization, Conservation, Restoration and Sustainable Use of Biodiversity (BIOTA-FAPESP), which intensified the sustainable exploitation of biodiversity, and which evolved to form the Biota Network for Bioprospection and Bioassays (BIOprospecTA), which integrates groups from all over the country, optimizing the use of the skills already installed for the bioprospecting of microorganisms, plants, invertebrates, vertebrates and marine organisms. Of the 104 projects related to plant sciences, 35 carried out bioprospection of Brazilian flora, belonging to the areas of Chemistry, Botany, Genetics, Plant Physiology, Plant Morphology, Plant (Chemo)taxonomy, Ecosystem Ecology, Plant Genetics. Physical Sciences, Forest Resources, Forestry Engineering, Agronomy, leading to thousands of publications, engagement of hundreds of students and a deeper understanding of natural products in different biological models through macromolecules analysis aided by computational and spectrometric strategies, in addition to pharmacological evaluations. The development of omics approaches led to a more comprehensive view of the chemical profile of an organism, and enabled integrated and concomitant studies of several samples, and faster annotation of known molecules, through the use of hyphenated and chemometric techniques, and molecular networking. This also helped to overcome the lack of information on the safety and efficacy of herbal preparations, in projects dealing with the standardization of herbal products, according to international standards. The BIOTA-FAPESP program has also focused on environmental aspects, in accordance with the principles of Green Chemistry and has had positive effects on international collaboration, on the number and impact of scientific publications and on partnership with companies, a crucial step to add value and expand the production chain of bioproducts. Also, the compilation, systematization and sharing of data were contemplated with the creation of the NUBBEDB database, of free access, and that integrates with international databases (ACD/labs, American Chemical Society – ACS), helping researchers and companies in the development from different areas of science, technology, strengthening the bioeconomy and subsidizing public policies.
  • Bioprospecting macroalgae, marine and terrestrial invertebrates & their associated microbiota Thematic Review

    Costa-Lotufo, Leticia Veras; Colepicolo, Pio; Pupo, Mônica Tallarico; Palma, Mario Sergio

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A presente revisão discute o impacto das iniciativas de bioprospecção desenvolvidas pelos projetos associados ao BIOprospecTA, subprograma do programa BIOTA, apoiado pela FAPESP. Esta revisão traz um resumo dos principais resultados produzidos pelos projetos de investigação de produtos naturais (PNs) de organismos não vegetais, como exemplos do sucesso desta iniciativa, com foco nos avanços alcançados pelos projetos relacionados a PNs de macroalgas, invertebrados marinhos, artrópodes e microrganismos associados. As macroalgas são um dos grupos mais estudados no Brasil com o isolamento de muitas substâncias bioativas, incluindo lipídios, carotenóides, ficocolóides, lectinas, aminoácidos do tipo micosporina e substâncias halogenadas. Invertebrados marinhos e microrganismos associados têm sido estudados de forma mais sistemática nos últimos trinta anos, revelando substâncias únicas, com potentes atividades biológicas. Os venenos de insetos himenópteros também foram amplamente estudados, resultando na identificação de centenas de peptídeos, que foram utilizados para criar uma biblioteca química que contribuiu para a identificação de modelos para o desenvolvimento de substâncias antifúngicas, antiparasitárias e anticancerígenas. O conhecimento construído dos venenos de himenópteros permitiu o desenvolvimento de um soro equino anti-peçonha de abelha. Dentre os microrganismos associados a insetos, a estratégia de bioprospecção foi compreender as bases moleculares das interações intra e interespécies (Ecologia Química), traduzindo esse conhecimento para possíveis aplicações biotecnológicas. Os resultados aqui discutidos reforçam a importância do programa BIOprospecTA no desenvolvimento de pesquisas com alto potencial inovador no Brasil.

    Abstract in English:

    Abstract The present review aims the discussion of the impact of the bioprospection initiative developed by the projects associated to BIOprospecTA, a subprogram of the program BIOTA, supported by FAPESP. This review brings a summary of the main results produced by the projects investigating natural products (NPs) from non-plants organisms, as examples of the success of this initiative, focusing on the progresses achieved by the projects related to NPs from macroalgae, marine invertebrates, arthropods and associated microorganisms. Macroalgae are one of the most studied groups in Brazil with the isolation of many bioactive compounds including lipids, carotenoids, phycocolloids, lectins, mycosporine-like amino acids and halogenated compounds. Marine invertebrates and associated microorganisms have been more systematically studied in the last thirty years, revealing unique compounds, with potent biological activities. The venoms of Hymenopteran insects were also extensively studied, resulting in the identification of hundreds of peptides, which were used to create a chemical library that contributed for the identification of leader models for the development of antifungal, antiparasitic, and anticancer compounds. The built knowledge of Hymenopteran venoms permitted the development of an equine hyperimmune serum anti honeybee venom. Amongst the microorganisms associated with insects the bioprospecting strategy was to understand the molecular basis of intra- and interspecies interactions (Chemical Ecology), translating this knowledge to possible biotechnological applications. The results discussed here reinforce the importance of BIOprospecTA program on the development of research with highly innovative potential in Brazil.
  • A multidisciplinary framework for biodiversity prediction in the Brazilian Atlantic Forest hotspot Thematic Review

    Miyaki, Cristina Y.; Cruz, Francisco W.; Hickerson, Michael; Michelangeli, Fabián A.; Pinto-da-Rocha, Ricardo; Thomas, Wayt; Carnaval, Ana Carolina

    Abstract in Portuguese:

    Resumo: Descrevemos de forma resumida resultados selecionados do nosso projeto temático com foco na biodiversidade da Floresta Atlântica (“AF BIOTA”), que foi financiado pelo BIOTA FAPESP e pelo programa “Dimensions of Biodiversity” da “U.S. National Science Foundation” e “National Aeronautics and Space Administration” (NASA). Devido à sua megabiodiversidade (que inclui várias espécies endêmicas), e por restar menos de 16% da vegetação original, a Floresta Atlântica (FA) é uma das cinco áreas mais importantes para a biodiversidade do planeta (“biodiversity hotspot”). Reunimos especialistas de diversas disciplinas (biologia, geologia, engenharia) visando compreender como essa megabiodiversidade evoluiu ao longo do tempo e fornecer informações científicas para a sua conservação. Dentre os resultados obtidos, nós formamos 18 mestres e 26 doutores, publicamos mais de 400 artigos científicos que aumentaram o conhecimento sobre a diversidade biológica e climática da FA e sua dinâmica ao longo do tempo, desenvolvemos novos métodos analíticos, produzimos material de divulgação científica e fornecemos dados para desenvolver políticas públicas de conservação da biodiversidade.

    Abstract in English:

    Abstract: We briefly describe selected results from our thematic project focused on the biodiversity of the Atlantic Forest (“AF BIOTA”), which was jointly funded by FAPESP’s BIOTA Program, the U.S. National Science Foundation Dimensions of Biodiversity Program, and the National Aeronautics and Space Administration (NASA). As one of the five most important hotspots of biodiversity in the world, the Atlantic Forest (AF) holds less than 16% of its vegetation cover, yet, amongst the hotspots, it still harbors one of the highest numbers of species, including endemics. By gathering specialists across multiple disciplines (biology, geology, engineering), we aimed to understand how this megabiodiversity was built through time, informing biodiversity science and conservation. Among the results, we trained 18 Master’s and 26 Ph.D. students, published more than 400 peer-reviewed papers that improved our knowledge about the forest’s biologic and climatic diversity and dynamics through time, developed new analytical methods, produced outreach videos and articles, and provided data to help define biodiversity conservation policies.
  • Science and environmental policy establishment: the case of the Forest Act in the State of São Paulo, Brazil Thematic Review

    Mello, Kaline de; Brites, Alice; Borges-Matos, Clarice; Tavares, Paulo André; Metzger, Jean Paul; Rodrigues, Ricardo Ribeiro; Santos, Zenilda Ledo dos; Joly, Carlos Alfredo; Sparovek, Gerd

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Os ecossistemas naturais estão sob grave ameaça em todo o mundo e as políticas ambientais são essenciais para minimizar os impactos presentes e futuros na biodiversidade, nos serviços ecossistêmicos e nas mudanças climáticas. O Novo Código Florestal no Brasil é a principal política de proteção da vegetação nativa em terras privadas, que compreende 54% da vegetação nativa remanescente brasileira. No entanto, os conflitos entre as preocupações ambientais e agrícolas na sua implementação exigem soluções equilibradas e baseadas em evidências científicas. Para enfrentar o desafio de aplicar a ciência no estabelecimento de políticas ambientais, desenvolvemos um projeto científico financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) para apoiar a implementação do Novo Código Florestal no Estado de São Paulo, como parte do Programa Biota/FAPESP. O projeto foi conduzido de forma diferente de um projeto de pesquisa regular: o objetivo amplo foi fornecer suporte científico para a implementação do Novo Código Florestal pelo Estado, a partir de uma interação participativa entre as partes interessadas para construir objetivos específicos, métodos e discussão de resultados, dentro de uma equipe de pesquisa interdisciplinar e intersetorial. Aqui, apresentamos as lições aprendidas durante e após os quatro anos de desenvolvimento do projeto de pesquisa para avaliar como o conhecimento científico pode ser produzido e adotado na implementação de uma política ambiental específica. Apresentamos os principais resultados e os desafios enfrentados na tentativa de incluir dados científicos no processo decisório. Apresentamos também desafios atuais e futuros na implementação do Novo Código Florestal que podem ser resolvidos com evidências científicas. As lições aprendidas mostraram que mesmo concebendo o projeto de forma a atender as necessidades de apoio à implementação da política ambiental, evitando dificuldades normalmente apontadas por projetos semelhantes, houve uma grande dificuldade para que contribuições científicas fossem adotadas no processo decisório. A maioria das informações e conselhos científicos, mesmo após discussão e entendimento comum entre um grupo diversificado de partes interessadas, foi ignorada nas fases finais de tomada de decisão.

    Abstract in English:

    Abstract Natural ecosystems are under severe threat worldwide and environmental policies are essential to minimize present and future impacts on biodiversity, ecosystem services and climate change. The New Forest Act in Brazil is the main policy to protect native vegetation in private lands, which comprise 54% of the remaining Brazilian native vegetation. However, conflicts between environmental and agricultural concerns in its implementation demand for balanced solutions based on scientific evidence. To face the challenge of applying science in environmental policy establishment, we developed a scientific project funded by the São Paulo State Research Foundation (FAPESP) to support the implementation of the New Forest Act in São Paulo State, as part of the Biota/FAPESP Program. The project was conducted differently from a regular research project: the broad objective was to provide scientific support to the State’s implementation of the New Forest Act, based on a participatory interaction among stakeholders to build specific objectives, methods, and discussion of results, within an interdisciplinary and intersectoral research team. Here, we present the lessons learned during and after the four years of the research project development to evaluate how scientific knowledge can be produced and adopted in the implementation of a specific environmental policy. We present the main outcomes and the challenges faced in trying to include scientific data in the decision-making process. We also present current and future challenges in the New Forest Act implementation that could be solved with scientific evidence. The lessons learned showed that even designing the project in order to meet the needs to support the implementation of the environmental policy, avoiding difficulties normally pointed out by similar projects, there was a great difficulty for scientific contributions to be adopted in the decision-making process. Most of the scientific information and advice, even after discussion and common understanding among a diverse stakeholder group, were ignored or over-ruled in the final decision-making phases.
Instituto Virtual da Biodiversidade | BIOTA - FAPESP Departamento de Biologia Vegetal - Instituto de Biologia, UNICAMP CP 6109, 13083-970 - Campinas/SP, Tel.: (+55 19) 3521-6166, Fax: (+55 19) 3521-6168 - Campinas - SP - Brazil
E-mail: contato@biotaneotropica.org.br