Padrões da representação diferencial de clados em comunidades vegetais da Mata Atlântica

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Oliveira, Larissa Lotti
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Atlantic Forest; Clade dispersal; Clade selection; Clados; Community assembly; Estrutura de comunidades; Estrutura filogenética; Historical Biogeography; Macroecologia; Mata Atlântica; Phylogenetic structure; Regional species pool.
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41134/tde-14022025-171602/

Incorporar a filogenia em estudos de ecologia de comunidades nos permite explorar como mecanismos macroevolutivos influenciaram a estruturação de comunidades locais. Apesar dos esforços recentes para integrar a ecologia e a macroevolução, uma questão chave permanece pouco explorada: por que alguns clados são comuns em certas comunidades, mas raros em outras? Neste estudo, abordamos essa questão examinando a identidade dos clados (quais clados? e como são distribuídos nas comunidades locais?) e investigando os mecanismos ambientais e espaciais por trás desses padrões (por quê?). Utilizamos a abordagem de representação diferencial de clados (sigla CDR em inglês para Clade Differential Representation) para comparar a riqueza de clados nas comunidades locais com a riqueza de clados no pool regional. A CDR utiliza as relações filogenéticas entre espécies que co-existem para identificar super-representação (quando um clado tem mais espécies descendentes do que o esperado ao acaso), sub-representação (menos espécies descendentes) e padrões aleatórios (quando a riqueza dos clados é semelhante em comunidades locais e no pool regional). Aplicamos a CDR às comunidades arbóreas da Mata Atlântica, um hotspot de biodiversidade global no Brasil. Se a história evolutiva significativamente molda a estruturação das comunidades locais, esperamos que a representação de clados consistentemente se afaste das expectativas aleatórias, sendo super- ou sub-representados em múltiplas comunidades locais. Esperamos também que o efeito conjunto das condições climáticas e distância entre comunidades seja o principal fator responsável pelas semelhanças nos padrões de CDR entre comunidades. Construímos uma árvore filogenética para 4224 espécies, 1681 clados e 1547 comunidades englobando toda a Mata Atlântica. Desenvolvemos o algoritmo nodesig em ambiente R para calcular os valores de CDR para cada clado da árvore filogenética. Em seguida, utilizamos a Análise de Redundância (RDA) para avaliar a similaridade das comunidades, juntamente com a Partição de Variação para avaliar os componentes explicados por fatores climáticos, edáficos e espaciais. Nossos resultados indicaram uma predominância de eventos de super-representação de clados em comparação com a sub-representação. A ordenação pela RDA revelou que os padrões observados de distribuição de CDR estão alinhados com tipos de vegetação e grupos filogenéticos predefinidos, indicando que comunidades que compartilham condições ambientais semelhantes e diversidade filogenética beta semelhante também compartilham clados super-representados e sub-representados semelhantes. Como esperado, a Partição de Variação mostrou que 50,4% da variação total no CDR foi explicada por variáveis ambientais e espaciais, com os efeitos conjuntos do espaço e do clima respondendo pela maior proporção (14,6%). Encontramos uma maior importância das variações climáticas em larga escala espacial, que distinguem climas frios em regiões subtropicais e no topo de montanhas em relação a climas quentes em florestas tropicais de planícies. Os principais determinantes climáticos identificados foram a temperatura máxima no mês mais quente, a sazonalidade da temperatura e a amplitude térmica. Dentre os clados que foram mais importantes na definição dos eixos da RDA, identificamos dez clados super-representados e dois sub-representados, que eram independentes entre si, ou seja, não estavam aninhados. Agrupamos esses clados em quatro categorias de CDR: i) climas mais frios vs. mais quentes; ii) clima exclusivamente subtropical; iii) topos de montanha vs. planícies; e iv) solos oligotróficos. Nossos resultados revelaram que a Mata Atlântica exibiu assinaturas filogenéticas distintas, particularmente em climas mais frios e em topos de montanhas. Exploramos a história evolutiva desses clados e dessas regiões para ilustrar como uma abordagem baseada em clados pode integrar a história evolutiva com os mecanismos de estruturação de comunidades. Também identificamos potenciais mecanismos macroevolutivos relacionados à seleção de clados e dispersão. Propomos que a CDR oferece uma oportunidade valiosa para integrar ecologia e macroevolução, efetivamente detectando padrões de sobre- e sub-representação em florestas ricas em espécies.