Padrões de diversidade, modelos de nicho ecológico e isolamento biogeográfico em inselbergs neotropicais
| Autor: | Pinto Junior, Herval Vieira |
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| Přispěvatelé: | Pinto Junior, Herval Vieira |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | LOCUS Repositório Institucional da UFV Universidade Federal de Viçosa (UFV) instacron:UFV |
| Popis: | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Os ecossistemas de inselbergs constituem afloramentos rochosos isolados de granito ou gnaisse, como ilhas de habitats terrestres, que emergem abruptamente dos ecossistemas circundantes, como savanas e florestas. Caracterizam-se por condições edáficas e microclimáticas extremas, como escassez de água e nutrientes, poucas alternativas para fixação de raízes, sementes e propágulos, além de exposição excessiva ao vento, luz e abrupta variação térmica diária. Tipicamente, paisagens antigas, climaticamente protegidas e inférteis (do inglês OCBILs) como os inselbergs, são hipotetizadas como ricas em número de espécies e endemismo, dispersão reduzida e elevado número de clones em muitas espécies, bem como extinção reduzida, marcado paleoendemismo, pequenas populações isoladas e adaptações a solos de baixa fertilidade. A combinação de todos esses atributos tem sido um desafio para a compreensão dos padrões nos estudos taxonômicos, ecológicos, climáticos e biogeográficos, de restauração e biologia da conservação. Apesar de sua importante biodiversidade, os inselbergs estão entre os ecossistemas mais negligenciados e ameaçados, o que aumenta a urgência de planos prioritários de conservação devido ao atual cenário de rápidas mudanças climáticas globais e de uso da terra. Assim, este estudo visa compreender os processos ecológicos relacionados à diversidade taxonômica, funcional e filogenética de espécies nos ecossistemas de inselberg, bem como avaliar os efeitos das mudanças climáticas por modelos de nicho ecológico e estimar os efeitos do isolamento geográfico na diversidade filogenética de plantas através de modelos de conectividade da paisagem, para gerar estudos que possam compreender os ecossistemas rupícolas associados aos inselbergs Neotropicais brasileiros e assim contribuir para a manutenção e conservação desses ecossistemas. Nossos resultados indicam diferenças na estrutura das comunidades de plantas e diversidade entre as escalas local e regional, revelando maior diversidade β-taxonômica e funcional impulsionada por um maior turnover taxonômico e funcional. Além disso, exibe estratégias funcionais conservadoras e altamente tolerantes ao estresse (CSR), mostrando o efeito do ambiente sobre as características funcionais. Revela ainda, perda extrema da adequabilidade, onde todos os cenários apresentaram contrações de áreas que podem atingir perdas de até 86,7% nos próximos 50 anos. Apresentamos ainda que um maior isolamento entre as áreas centrais dos inselbergs do nordeste e do sudeste reflete oefeito conjunto do isolamento pela resistência e a filtragem ambiental. Este padrão pode criar comunidades mais isoladas, compostas por menor diversidade filogenética de espécies mais próximas e funcionalmente adaptadas às condições ambientais (solos empobrecidos e clima estável), suportando a teoria OCBIL. Portanto, os processos ecológicos que moldam a montagem das comunidades estão ligados ao efeito de escala, o padrão de diversidade β- taxonômica e funcional pode resultar de um forte processo de filtragem de nicho, enquanto a abordagem da relação ambiente-traço, estratégias funcionais e adequabilidade de habitat são impulsionados pela filtragem ambiental. Em uma escala de paisagem, o efeito do isolamento biogeográfico é adicionado à filtragem ambiental em ecossistemas de inselberg. Ressaltamos que as estratégias de conservação devem ser direcionadas à proteção de espécies endêmicas e/ou ameaçadas e à criação de áreas protegidas com foco na proteção principalmente de inselbergs isolados, bem como de grupos de cada uma das áreas núcleo. Por fim, a execução de ações mitigadoras por meio de estratégias eficazes de restauração que minimizem o efeito do isolamento entre as áreas centrais, e que levem em consideração a manutenção de diferentes linhagens filogenéticas e as evidentes especializações das espécies para os microhabitats dos inselbergs. Palavras-chave: Afloramentos rochosos. Beta diversidade. Traços funcionais. Resistência da paisagem. Conectividade. Conservação da biodiversidade. Mata Atlântica. Caatinga. The inselbergs ecosystem constitutes isolated rocky granite or gneiss outcrops, as terrestrial habitats islands, that emerge abruptly from their surrounding ecosystems, such as savannah and forests. They are characterized by extreme edaphic and microclimatic conditions, such as the scarcity of water and nutrients in the soil, few alternatives for fixing roots, seeds, and propagules, in addition to excessive exposure to wind, light, and abrupt daily thermal variation. Typically, old, climatically buffered, infertile landscapes (OCBILs) as inselbergs are hypothesized to be rich in species and endemics, low dispersability, and high clonality in many plants, as well as reduced extinction, marked palaeoendemism, small isolated populations, and adaptations to low-fertility soils. The combination of all these attributes has been a challenge for the understanding of patterns of taxonomic, ecological, climate, and biogeographical, restoration and conservation biology studies. Despite its importance in biodiversity, inselbergs are one of the more neglected and threatened ecosystems, which raises the urgency for conservation priority plans due to the current fast global climate and land-use change scenario. Thus, this study aims to understand the ecological process related to taxonomic, functional, and phylogenetic diversity of species at inselberg ecosystems, as well as evaluate the effects of climate change by ecological niche models and estimate the effects of geographic isolation on the phylogenetic diversity of plants through landscape connectivity models, to generate studies that can understand the rupicolous ecosystems associated with Brazilian Neotropical inselbergs and thus contribute to the maintenance and conservation of these ecosystems. Our results indicating differences in plant community structure and diversity among local and regional scale reveal higher taxonomic and functional β-diversity driven by higher taxonomic and functional turnover component, exhibits highly stress-tolerant and conservative functional strategies (CSR) showing the effect of environment on functional traits, extreme loss of suitable area, where all scenarios showed range contraction that can achieve losses up to 86.7% in the next 50 years and greater isolation between the northeastern and southeastern inselbergs core areas reflecting the joint-effect of isolation by resistance and environmental filtering. This pattern can create more isolated communities, composed by less phylogenetic diversity of closer species and functionally adapted to environmental conditions (impoverished soils andbuffered climate), supporting the OCBIL theory. Therefore, the ecological process that shapes the community assembly is linked to the scale effect, the pattern of taxonomic and functional β-diversity could result from a strong niche filtering process, while environmental-trait approach, functional strategies, and habitat suitability are drives by environmental filtering. On a landscape scale, the effect of biogeographical isolation is added to environmental filtering in inselberg ecosystems. We highlighting that the conservation strategies should be directed towards the protection of endemic and/or threatened species and the creation of protected areas with a focus on protecting mainly isolated inselbergs, as well as groups from each of the core areas. Finally, the implementation of mitigating actions through effective restoration strategies that minimize the effect of isolation between the central areas, and that take into account the maintenance of different phylogenetic lineages and the evident specializations of species for microhabitats of inselbergs. Keywords: Rock outcrop. Beta diversity. Functional traits. Landscape resistance. Connectivity. Biodiversity conservation. Atlantic Forest. Caatinga |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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