Modelagem de nicho e similaridade em dois táxons do gênero Pleroma

Orientador: Prof. Dr. Victor Pereira Zwiener

Coorientador: Prof. Dr. Fabiano Rodrigo da Maia

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa : Curitiba, 06/04/2021

Inclui referências

Resumo: A preocupação em compreender e descrever a relação entre o padrão de distribuição das espécies e o meio físico tem sido fonte de discussões há muito tempo. Diversos fatores, como as características ambientais, história evolutiva, dispersão e interações bióticas, atuam em conjunto para determinar áreas onde as espécies podem ser encontradas. Estudos que avaliam os processos envolvidos nos padrões de distribuição, contribuem para o entendimento de como a biodiversidade é originada e mantida. Desta forma, esta abordagem representa um dos vários passos potenciais para demonstrar o papel da adaptação ambiental nos nichos ecológicos e distribuição geográfica de dois táxons do gênero Pleroma: Pleroma hatschbachii Wurdack e Pleroma marumbiensis. Ambas são plantas herbáceas, arbustivas pertencentes à família Melastomataceae, uma importante família neotropical. Essas espécies são estreitamente relacionadas, com sua distribuição restrita ao Sul do Brasil, ocorrendo em áreas rochosas no limite sul do Cerrado e na Mata Atlântica, respectivamente, regiões com diferenças ambientais marcantes. Utilizamos modelos de nicho ecológico (ENMs), para explorar como essas espécies estão distribuídas no presente e investigar a influência das variáveis de clima, solo e balanço hídrico em suas distribuições, além de testar quão similares são seus nichos ecológicos sob diferentes conjuntos de variáveis ambientais. Nossos resultados delimitaram áreas potenciais de distribuição para as espécies ao longo do Vale Ribeira do Iguape (RIV), importante barreira promotora de eventos vicariantes na região, auxiliando no entendimento da história evolutiva dessas espécies. Foram encontradas diferenças na influência relativa das variáveis, que refletem as diferenças existentes nas características abióticas nos ambientes em que as espécies estão inseridas. As comparações de nicho demonstraram a retenção de algumas características ancestrais, com maior sobreposição de nicho nos aspectos climáticos e menor sobreposição ao aumentar o grau de complexidade das variáveis ambientais, apoiando a hipótese de conservadorismo de nicho. Dessa forma, os resultados demonstram conjuntos de condições ecológicas distintos para cada uma das espécies analisadas, refletidos em seus padrões de distribuição. As variáveis ambientais utilizadas ressaltam a importância da inclusão de variáveis ambientais além das climáticas ao estimar o nicho ecológico das espécies, pois embora variáveis climáticas sejam as mais utilizadas, nem sempre serão as mais importantes ou a única dimensão de nicho em espécies vegetais, sendo necessária a comparação e testagem de ENMs construídos com diferentes tipos de variáveis ambientais. Palavras-chave: Biodiversidade. Conservadorismo de nicho. Distribuição Geográfica. Dinâmica de Nicho. Espécies irmãs. Espaço Ambiental.

Abstract: The concern with understanding and describing the relationship between the distribution pattern of species and the physical environment has long been a source of discussion. Several factors, such as environmental characteristics, evolutionary history, dispersal, and biotic interactions, act together to determine areas where species can be found. Studies that evaluate the processes involved in distribution patterns contribute to the understanding of how biodiversity originates and is maintained. Thus, this approach represents one of several potential steps to demonstrate the role of environmental adaptation in the ecological niches and geographic distribution of two taxa of the genus Pleroma: Pleroma hatschbachii Wurdack and Pleroma marumbiensis. Both are herbaceous, shrubby plants belonging to the family Melastomataceae, an important Neotropical family. These species are closely related, with their distribution restricted to southern Brazil, occurring in rocky areas on the southern edge of the Cerrado and the Atlantic Forest, respectively, regions with marked environmental differences. We used ecological niche models (ENMs), to explore how these species are distributed in the present and investigate the influence of climate, soil and water balance variables on their distributions, and to test how similar their ecological niches are under different sets of environmental variables. Our results delimited potential distribution areas for the species along the Ribeira do Iguape Valley (RIV), an important barrier promoting vicariant events in the region, helping to understand the evolutionary history of these species. Differences were found in the relative influence of variables, reflecting differences in abiotic characteristics in the environments where the species are located. Niche comparisons demonstrated the retention of some ancestral characteristics, with greater niche overlap in climatic aspects and less overlap when increasing the degree of complexity of environmental variables, supporting the hypothesis of niche conservatism. Thus, the results demonstrate distinct sets of ecological conditions for each of the species analyzed, reflected in their distribution patterns. The environmental variables used highlight the importance of including environmental variables other than climate when estimating the ecological niche of species, because although climate variables are the most commonly used, they will not always be the most important or the only niche dimension in plant species, requiring the comparison and testing of ENMs constructed with different types of environmental variables. Key words: Biodiversity. Environmental space. Geographic distribution. Niche conservatism. Niche dynamic. Sister species.