Padrões espaciais e determinantes da diversidade taxonômica, filogenética e funcional de plantas na restinga brasileira

Autor: Oliveira, Eduardo Vinícius da Silva
Přispěvatelé: Gouveia, Sidney Feitosa, Landim, Myrna Friederichs
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFS
Universidade Federal de Sergipe (UFS)
instacron:UFS
Popis: Fundação de Apoio a Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe - FAPITEC/SE Among the consequences of the interactions of organisms with the environment are several patterns of coexistence of multiple distinct organisms in space or patterns of communities. Of these patterns, those related to how many and which organisms compose these communities remain under debate. These two issues are expressed in terms of species diversity and composition. Historically, these studies have emphasized division by spatial scales, particularly locally within the community – or alpha diversity – and between communities – or beta diversity. Recently, studies on these patterns have contemplated different aspects of biodiversity, beyond to the traditional approach based on taxonomy, but including their evolutionary relationships and their characteristics, that is, phylogenetic and functional aspects. However, there is still no consensus on their causes, specifically when they involve specific biological groups in specific environmental contexts, either because of their inherent complexity or because of the systematic scarcity of information about the species. This is the case of plants in tropical coastal environments, such as Restinga vegetation. In this study, challenging different types of information gaps about coastal plant species in Brazil, we investigate the spatial patterns and processes involved in the diversity and composition of these communities. In the first chapter, after considering the level of knowledge regarding plant sampling efforts, we investigated geographic patterns and tested different ecological hypotheses for variation in species richness. Our results revealed that despite knowledge gaps in more than 3/4 of the area, we found that species richness appears to be best explained by habitat heterogeneity, soil properties and water constraints. In the second chapter, we investigate the compositional patterns, evaluating assembly rules of the functional and phylogenetic structure patterns of the assemblages and the role of different environmental predictors. We show that, under greater water constraint, assemblages with species functionally similar and pre-adapted to Restinga conditions predominated. In sites associated with megadiverse rainforest ecosystems, the composition of the assemblages tends to more stochastic arrangements or with more distinct species in terms of their phenotypic and phylogenetic similarities. Water constraints were the main responsible for causing variation in these patterns of phylogenetic and functional structure. Finally, in the third chapter, we evaluate the relative contribution of the beta diversity components, i.e., turnover and nestedness, if these processes result from stochastic dispersion and which environmental predictors account for the dissimilarity patterns between assemblages. Patterns of taxonomic beta diversity do not correspond to stochastic dynamics, unlike phylogenetic and functional dissimilarity patterns. Water availability appears to be the determining factor in the spatial patterns of dissimilarity of the three aspects of beta diversity. The three perspectives evaluated revealed a complex pattern of interaction between regional patterns of diversity – where adjacent ecosystems that are sources of species contributed in different ways – and different degrees of restriction on species colonization due to environmental factors, specifically water availability. Our study was the first to describe the patterns and drivers of Restinga plant assemblages, contributing to the understanding of the origin and dynamics of this ecosystem and patterns in contexts and specific environmental systems. Despite gaps in biodiversity information, these limitations should not impede our ability to investigate these patterns at a geographic scale. Dentre as consequências das interações dos organismos com o meio estão diversos padrões de coexistência de múltiplos organismos distintos no espaço ou padrões de comunidades. Desses padrões, aqueles relacionados a quantos e quais organismos compõem essas comunidades permanecem sendo debatidos. Essas duas questões são expressas em termos de diversidade e composição de espécies. Historicamente, esses estudos têm enfatizado a divisão por escalas espaciais, sobretudo localmente dentro da comunidade – ou diversidade alfa – e entre comunidades – ou diversidade beta. Recentemente, estudos sobre esses padrões têm contemplado diferentes aspectos da biodiversidade, além da abordagem tradicional baseada na taxonomia, mas incluindo suas relações evolutivas e suas características, ou seja, aspectos filogenéticos e funcionais. Contudo, ainda não há consenso sobre suas causas, especificamente quando envolvem grupos biológicos específicos em contextos ambientais específicos, seja pela sua complexidade inerente, seja pela escassez sistemática de informações sobre as espécies. Esse é o caso de plantas em ambientes costeiros tropicais, como a vegetação de Restinga. Neste estudo, desafiando diferentes tipos de lacunas de informação sobre as espécies de plantas litorâneas do Brasil, investigamos os padrões espaciais e os processos envolvidos na diversidade e composição dessas comunidades. No primeiro capítulo, após considerar o nível de conhecimento relativo à amostragem de plantas, investigamos os padrões geográficos e testamos diferentes hipóteses ecológicas para a variação na riqueza de espécies. Nossos resultados revelaram que, apesar das lacunas de conhecimento em mais de 3/4 da área, apontamos que a riqueza de espécies parece ser melhor explicada pela heterogeneidade de habitat, propriedades do solo e restrições de água. No segundo capítulo, investigamos os padrões de composição, avaliando regras de montagem dos padrões de estrutura funcional e filogenética das assembleias e o papel de diferentes preditores ambientais. Mostramos que, sob maior restrição hídrica, predominaram assembleias com espécies funcionalmente similares e pré-adaptadas as condições da Restinga. Em áreas associadas a ecossistemas megadiversos de florestas tropicais pluviais, a composição das assembleias tende a arranjos mais estocásticos ou com espécies mais distintas quanto as suas similaridades fenotípica e filogenética. Restrições de água foram os principais responsáveis em causar variação nesses padrões de estrutura filogenética e funcional. Por fim, no terceiro capítulo, avaliamos a contribuição relativa dos componentes da diversidade beta, i.e., substituição e aninhamento, se esses processos resultam de dispersão estocástica e que preditores ambientais respondem pelos padrões de dissimilaridade entre assembleias. Os padrões de diversidade beta taxonômica não correspondem a uma dinâmica estocástica, ao contrário dos padrões de dissimilaridade filogenética e funcional. A disponibilidade de água parece ser o fator determinante dos padrões espaciais de dissimilaridade dos três aspectos da diversidade beta. As três perspectivas avaliadas revelaram um padrão complexo de interação entre padrões regionais de diversidade – em que ecossistemas adjacentes doadores de espécies contribuíram de forma distinta – e diferentes graus de restrição à colonização de espécies devido a fatores ambientais, especificamente a disponibilidade de água. Nosso estudo foi o primeiro a descrever os padrões e determinantes das assembleias de plantas de Restinga, contribuindo para o entendimento da origem e dinâmica desse ecossistema e padrões em sistemas e contextos ambientais específicos. Apesar das lacunas de informações sobre a biodiversidade, essas limitações não devem impedir nossa capacidade de investigar esses padrões em escala geográfica. São Cristóvão, SE
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: