Determinantes da estrutura ecológica e evolutiva das comunidades florestais no sul do Brasil

Abstract

Existem muitas teorias a respeito dos processos pelos quais comunidades se organizam. Uma das questões mais importantes diz respeito às diferenças dos padrões de distribuição das espécies em relação a escalas de observação, visando entender a estrutura das comunidades. Neste contexto, aspectos evolutivos e históricos têm sido empregados e vêm se mostrando eficientes. O sul do Brasil possui um mosaico de vegetações florestais, assim como clima e relevo heterogêneos, levando-nos a questionar se a estrutura da vegetação é devida a filtros ambientais ou a restrições determinadas pelo conjunto regional de espécies. Utilizamos tipo de vegetação, dados climáticos, edáficos e das variações de altitude, para modelar a riqueza e composição de espécies e linhagens e o agrupamento filogenético, para 324 localidades, assim como, a frequência de mudanças de nicho entre tipos de vegetação. Testamos também o padrão de sobreposição de nichos entre espécies, em função das suas distâncias filogenéticas, para diferentes escalas geográficas e taxonômicas. Nossos resultados indicam que restrições causadas pelos conjuntos regionais de espécies e linhagens podem ser responsáveis pela maior parte das variações na estrutura das comunidades em escala local, enquanto que a colonização das diferentes formações depende da tolerância das linhagens às condições ambientais. Porém, processos de diferenciação e retenção de nichos ocorrem simultaneamente e variam de acordo com a escala de observação, a diversidade, a escala taxonômica e as variáveis utilizadas, corroborando com a constatação de que a complexidade dificulta a compreensão dos mecanismos pelos quais as comunidades se organizam e explica a divergência nos resultados presentes na bibliografia.

There are many theories about how communities are organized. One of the most important questions is related to how differences in species distribution patterns are generated and how they vary across different scales of observation, which answers would foster the understanding of community assembly. In this context, evolutionary and historical interpretation of patterns has been effective. Southern Brazil has a heterogeneous distribution of forest types, climate and terrain aspects. This led us to question whether the vegetation is assembled due either to environmental filters or restrictions determined by the regional species. We used climatic and soil data, type of vegetation and altitude to model richness, composition of species and lineages and phylogenetic clustering obtained from 324 plots. In addition we estimated the frequency of niche shifts among vegetation types. We also tested the amounts of niche overlap among species for both different geographic and taxonomic scales, correlating pairwise niche overlap estimates with species phylogenetic distances. Our results indicate that restrictions caused by regional species pools and lineage distribution may be responsible for most of the variations in community structure at local scale, while the colonization of the different formations depends on the tolerance of the lineages to environmental conditions. However, processes of niche conservatism and differentiation occur simultaneously and change accordingly to the observational scale, plot diversity, taxonomic scale and the choice of variables describing niches, therefore indicating that the complexity of these issues makes it difficult to understand the mechanisms by which communities are assembled and helps to explain divergence in results present in literature elsewhere.