Padrões de distribuição de espécies de percevejos semi-aquáticos (Hemiptera: Gerromorpha): utilizando fatores ambientais e espaciais para determinar a estrutura das comunidades em riachos amazônicos

Amazonian lotic ecosystems are among the environments that have received most attention in studies on species distribution. This is related to the presence of high environmental complexity and spatial variation in these ecosystems, thus it is necessary to elucidate how such conditions affect the species distribution in response to habitat specificity and dispersion under different scales. Thus, in this thesis we aim to evaluate how environmental and spatial factors structure semi-aquatic bug (Hemiptera: Gerromorpha) communities in Amazonian streams. To achieve this goal, the thesis was divided into three chapters. First, we evaluated factors that structure metacommunities, considering environmental factors, linear and fluvial spatial structure within a drainage basin. We observed that the effect of the environment had greater effect on metacommunity structure and only factors related to river dispersion were important for these response. Thus, at basin scale, the metacommunity structure was affected mainly by species sorting and mass effects was associated to dispersion in smaller scales within basin network. In second chapter, we analyzed the patterns of metacommunities of semiaquatic bugs among different biogeographic areas of the Amazon region, we found that the limitation of community variation across space was decisive in structuring the diversity of assemblies. These results showed that high turnover occurs within the ecoregions evaluated due to environmental heterogeneity. In addition, beta diversity between different biogeographic areas in Amazon region evidenced general patterns of decay of similarity due to environmental and spatial distances. In the third chapter, we deconstructed the assemblages between wingless and winged individuals to evaluate the alteration of the environment in areas with anthropic alteration. We find that the composition of winged species assemblages differs from the total community composition, however, assemblages of winged and winged species showed responses associated with the loss of diversity caused by anthropic activity. However, the environmental variables that structure these assemblies were different, indicating that a trade-off occurs between reproduction (wingless) and dispersion (winged) to reach the fitness of these populations. In general, we highlight that characteristics of the aquatic habitat on a local scale, and the fluvial connectivity between habitats are the main determinants in structuring the communities of these organisms at a basin scale. Considering biogeographic scales, the limitation of the dispersion through space was the main factor in the structure of the communities, however, the beta diversity between regions also showed to be dependent on local factors. We consider that the specificity of these organisms to live on the surface of the water, besides showing strong relation with this habitat, also shows that the locomotion on the water surface is the main dispersion mechanism of these organisms in the basin network. In addition, the processes that have determined communities' patterns of diversity act on local scales up to biogeographic scales. However, we highlight that advances in the impacts of anthropic activities in the Amazon can also interfere in these processes and act on the distribution of species among the lotic ecosystems of the region.

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Os ecossistemas lóticos amazônicos são sistemas complexos e dinâmicos, com uma extensa variação espacial e ambiental entre eles. Entender como as espécies aquáticas estão distribuídas é essencial para pensar em planos ou projetos de conservação desse bioma, fazendo-se necessária a tentativa de elucidar como tais condições fetam a distribuição dos organismos em resposta à especificidade de habitat e dispersão das espécies sob diferentes escalas. Diante desse cenário, esta tese teve o objetivo geral de avaliar como os fatores ambientais e espaciais estruturam as comunidades de percevejos semiaquáticos (Hemiptera) em riachos amazônicos. Para isso, dividimos a tese em três capítulos. No primeiro, avaliamos os fatores determinantes da estruturação das metacomunidades, considerando fatores ambientais, estrutura espacial linear e fluvial dentro de uma bacia de drenagem. Observamos que o efeito do ambiente teve maior influência sobre a estrutura da metacomunidade e somente fatores relacionados a dispersão via fluvial foram importantes para esses organismos. Assim, em escala de bacia hidrográfica, a estrutura da metacomunidade foi estruturada principalmente por species sorting sendo que mass effects pode atuar sobre a dispersão em escalas menores dentro da rede hidrográfica. No segundo capítulo analisamos os padrões de metacomunidades de percevejos semiaquáticos entre diferentes áreas biogeográficas da região amazônica. Em escala biogeográfica, encontramos que a limitação da variação das comunidades através do espaço foi determinante na estruturação da diversidade das comunidades. Esses resultados mostraram que ocorre alto turnover dentro das eco-regiões avaliadas devido à heterogeneidade ambiental. Além disso, a diversidade beta entre diferentes áreas biogeográficas da região amazônica evidenciou um padrão geral de decaimento da similaridade em decorrência das distâncias ambientais e espaciais. No terceiro capítulo, desconstruímos as comunidades de percevejos em assembleias de organismos ápteros e alados para avaliação da alteração do ambiente em áreas com alteração antrópica. Demonstramos que a composição das assembleias com espécies aladas difere da composição total da comunidade de percevejos, contudo, assembleias de ápteros e alados mostraram respostas associadas à perda de diversidade causada por atividade antrópica. Entretanto, as variáveis ambientais que estruturam essas assembleias foram diferentes, indicando que ocorre um trade-off entre reprodução (ápteros) e dispersão (alados) para o alcance do fitness dessas populações. Destacamos que características do habitat aquático em escala local, e a conectividade fluvial entre habitats são os principais determinantes na estruturação das comunidades desses organismos em escala de bacia hidrográfica. Considerando escalas biogeográficas, a limitação da dispersão através do espaço foi o principal fator na estrutura das comunidades, contudo, a diversidade beta entre regiões mostrou também ser dependente de fatores locais. Consideramos que a especificidade desses organismos em viver na superfície da água, além de mostrar forte relação com esse habitat, também evidencia que a locomoção sobre a superfície da água é o principal mecanismo a dispersão desses organismos na rede hidrográfica. Além disso, processos que determinaram os padrões de diversidade das comunidades atua em escalas locais até biogeográficas. Contudo, destacamos que avanços dos impactos de atividades antrópicas na Amazônia podem também interferir nesses processos e atuar sobre a distribuição das espécies entre os ecossistemas lóticos da região.