A Teoria Metabólica da Ecologia e o padrão espacial de riqueza de espécies de peixes de água doce em reservatórios brasileiros. | The Metabolic Theory of Ecology and the spatial pattern of species richness of freshwater fish in Brazilian reservoirs.

The "Metabolic Theory of Ecology (MTE) uses temperature as the environmental variable that predicted diversity patterns of ectothermic organisms. Specifically, the MTE predicts that the relationship between species richness (dependent variable) and the inverse of temperature (independent variable) has a slope ranging from -0.6 and -0.7. Thus, this study tested whether the pattern of species richness of freshwater fishes in Brazilian reservoirs fits of the MTE predictions. Besides temperature, other variables (potential evapotranpiration, actual evapotranspiration, precipitation, net primary productivity, elevation, age and area of reservoirs and b of EER - Energetic Equivalence Rule - slope of the relationship between body size and abundance of species) were used to test the MTE predictions. The MTE was tested using data from compilations (without control of the sampling effort) and sampled data (with standardized effort). For the latter data set all the MTE assumptions (ectothermic organisms, with high levels of taxonomic organization and whose body size and abundance do not vary spatially) were met. The tests were performed using OLS regressions and autoregressive models (SAR) and spatial filtering approach were used to minimize the effects of spatial autocorrelation when it was detected. To evaluate whether the lack of fit to the MTE predictions results from the violation of the spatial invariance assumption in abundance and species body size, it was added the slope's values of the b of EER as a predictor variable. The Akaike Information Criterion was used to select the best model and the spatial filters approach was used to minimize the autocorrelation when it was present. Partial regressions were used to evaluate the pure effect of the different components (local, regional, spatial/population) for the explanation of species richness. It was found that the species number increased toward the lower latitudes. The analyses for compiled data revealed consistency with the MTE predictions after removing the autocorrelation in the regression's residuals. For sampled data was not observed spatial autocorrelation in the regression residuals. However, the results were discordant with the MTE predictions, even adding the b of EER in model. For compiled data the variables temperature, precipitation and habitat age were retained in the best model, explaining 61.7% of the variation in the species richness after removing the spatial autocorrelation. Using the sampled data the same variables plus b EER were retained in the best model, which explained 90% of the variation in richness. Controlling the sampling effort and adding variables to the model originally proposed by the MTE, the slope of the relationship between species richness and temperature was consistent with the MTE predictions. The regional component effect (temperature and precipitation) contributed to explain the most variation of richness. We conclude that the MTE's failure in supporting empirical evidences should not be attributed to the assumptions violation and that the theory should consider the sampling effort control as an important condition to test the MTE prediction. The sampling effort control may reduce the problems of the spatial autocorrelation, besides generate parameters that modify quantitatively the results and qualitatively the interpretations. The relevant factors to the MTE's adjustment were the sampling effort control to obtain the specimens, no violation of assumptions and incorporating other variables in the model, which can vary substantially according to the taxonomic groups and habitats that occupy.

A "Teoria Metabólica da Ecologia" (MTE - Metabolic Theory of Ecology) usa a temperatura como variável ambiental preditora dos padrões de diversidade de organismos ectotérmicos. Especificamente, a MTE prediz que a relação entre riqueza (variável dependente) e temperatura (variável independente) apresenta um valor de inclinação de reta variando entre -0,6 e -0,7. Assim, este estudo testou se o padrão de riqueza de espécies de peixes de água doce em reservatórios brasileiros se ajusta às predições da MTE. Além da temperatura, outras variáveis (evapotransiração potencial, evapotranspiração atual, precipitação, produtividade primária líquida, elevação, idade e área dos reservatórios e b da EER (Energetic Equivalence Rule - inclinação da relação entre abundância e tamanho do corpo das espécies) foram usadas para testar as predições da MTE. Foi verificado se houve diferenças nos ajustes utilizando-se dados de riqueza provenientes de compilações (sem controle do esforço amostral) e amostragens (com controle do esforço amostral). Para este último conjunto de dados todos os pressupostos da MTE (organismos ectotérmicos; com altos níveis de organização taxonômica, cujo tamanho do corpo e abundância não variem espacialmente) foram atendidos. Os testes foram feitos utilizando-se regressões OLS, sendo que modelos autorregressivos (SAR) e abordagem de filtros espaciais foram utilizados para minimizar os efeitos da autocorrelação espacial quando esta foi detectada. Verificou-se também se a falta de ajuste dos dados à MTE é decorrente da violação do pressuposto da invariância espacial na abundância e tamanho do corpo das espécies acrescentando-se como preditor os valores do b da EER. O critério de informação de Akaike foi utilizado para selecionar o melhor modelo e regressões parciais utilizadas para avaliar o puro efeito dos diferentes componentes (local, regional, espacial/populacional) para a explicação da riqueza. No geral, verificou-se que o número de espécies aumentou em direção às menores latitudes. As análises para dados compilados revelaram compatibilidade com as predições da MTE após a remoção dos efeitos da autocorrelação espacial nos resíduos da regressão. Para dados amostrados não foi observada autocorrelação nos resíduos da regressão e os resultados mostraram-se bastante discordantes das predições da MTE, mesmo acrescentando-se o b da EER no modelo. Para dados compilados, as variáveis temperatura, precipitação e idade dos reservatórios foram constituintes do melhor modelo e explicaram 61,7% da variação na riqueza após a remoção da autocorrelação. As mesmas foram retidas para dados amostrados adicionando-se o b da EER, as quais explicaram 90% da variação da riqueza. Padronizando o esforço amostral e adicionando variáveis ao modelo originalmente proposto pela MTE, o valor da inclinação da relação entre a riqueza de espécies e a temperatura foi compatível com as predições da teoria. O puro efeito do componente regional (temperatura e precipitação) foi responsável pela maior porcentagem de explicação da riqueza. Foi possível concluir que a falha da MTE em suportar evidências empíricas não pode ser atribuída à violação dos pressupostos e que a teoria deveria assumir como condição importante o controle do esforço amostral, pois além de reduzir problemas de autocorrelação nos resíduos da regressão pode gerar parâmetros que modificam quantitativamente os resultados e qualitativamente as interpretações. Além disso, concluiu-se que os fatores relevantes para o ajuste da MTE foram o controle do esforço amostral, a não violação de pressupostos e a incorporação de outras variáveis no modelo, as quais podem variar de acordo com os grupos estudados e hábitats que ocupam.

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