Estrutura filogenética de comunidades de plantas lenhosas em ecótonos vegetacionais

Abstract

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada.

The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.