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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.41.2016.tde-17082016-141523
Documento
Autor
Nome completo
Sara Ribeiro Mortara
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Prado, Paulo Inácio de Knegt López de (Presidente)
Barros, Tadeu de Siqueira
Jorge, Leonardo Re
Castanho, Camila de Toledo
Schiesari, Luís César
Título em português
Abundância de samambaias em metacomunidades: relacionando padrões e processos com modelos estatísticos
Palavras-chave em português
Abundância
Comunidades
Samambaias
Resumo em português
Entender como comunidades são estruturadas a partir de um pool de espécies é uma questão central em Ecologia de Comunidades. Diversas abordagens foram propostas para estabelecer a ligação entre os padrões de estrutura de comunidades e os processos que os geram. As regras de assembleia e a abordagem filogenética em ecologia de comunidades são alguns exemplos. Entretanto, o que estas abordagens não levam em conta é o efeito de processos neutros na estruturação de comunidades. Há um consenso de que tanto nicho como neutralidade afetam a estrutura de comunidades e que se deve avaliar a importância relativa de cada um destes processos. A ideia desta tese foi usar modelos estatísticos para representar como processos neutros e de nicho geram padrões em comunidades. No Capítulo 2 propus uma abordagem baseada em modelos hierárquicos através da qual é possível expressar processos neutros e de nicho. A partir disso, foi possível representar hipóteses em que apenas processos neutros afetam a estrutura da comunidade, apenas processos de nicho ou diferentes combinações entre ambos. Usando seleção de modelos, identifiquei qual a combinação de processos melhor explica as abundâncias observadas das espécies. Com isso, mostrei que as comunidades de samambaias em gradientes altitudinais na Serra do Mar no Paraná, Brasil são estruturadas por uma mistura de filtro ambiental, deriva ecológica e limitação de dispersão. O filtro ambiental define as abundâncias das espécies selecionando as melhores estratégias ecológicas das espécies dependendo da altitude. A variação de abundância entre as espécies que compartilham as mesmas estratégias ecológicas é explicada em parte por deriva ecológica e limitação de dispersão e, em parte, por filtro de habitat independente dos atributos das espécies incorporados no modelo. Com isso, delimitei como processos baseados em nicho e neutralidade afetam a abundância das espécies de samambaias ao longo de gradientes altitudinais. No Capítulo 3 usei um estudo de caso para explorar a ideia central da abordagem filogenética em ecologia de comunidades de que é possível inferir os processos que afetam as comunidades com base em padrões locais de estrutura filogenética. Usei a abordagem de modelos proposta no Capítulo 2 para simular comunidades geradas por processos puramente neutros, puramente de nicho e uma combinação hierárquica entre os dois. Encontrei que comunidades geradas apenas por processos de nicho geram estruturas filogenéticas aleatórias na maioria dos casos. A detecção de estruturas filogenéticas aleatórias foi ainda mais frequente nas comunidades geradas por processos puramente neutros e pela combinação de processos neutros e de nicho, não sendo possível a distinção entre estes dois cenários. Desse modo, o estudo de caso mostrou que estruturas filogenéticas não aleatórias são muito pouco plausíveis e que os processos neutros geram uma forte assinatura nos padrões de estrutura filogenética. Com a abordagem proposta nesta tese foi possível delimitar a influência de processos de nicho e neutralidade em comunidades e entender suas consequências em termos dos padrões por eles gerados. A tradução dos diferentes processos em modelos mistos mostrou-se uma ferramenta poderosa para quantificar padrões e construir explicações de como os processos operam juntos
Título em inglês
Fern abundance in metacommunities: linking patterns and processes with statistical models
Palavras-chave em inglês
Abundance
Community
Ferns
Resumo em inglês
Understanding how communities are assembled from a species pool is a central question in community ecology. Different approaches to link pattern and processes in community ecology were proposed. Some examples are assembly rules and the community phylogenetic approach. However, one aspect not accounted in those approaches is how neutral processes affect community patterns. There is a consensus that both niche and neutral processes affect community assembly and that the goal should be assess the relative importance of each process. The general idea if this thesis was to use statistical models to represent how niche and neutral generate community patterns. In Chapter 3, I proposed a framework based on hierarchical models to express niche and neutral processes. I used this approach to represent hypothesis in which only niche processes affect community structure, only neutral processes or a hierarchical combination of both explains species abundance. By using model selection, I identifyied which combination of processes better predicts observed abundances on local communities. I showed that fern communities across altitudinal gradients at Serra do Mar in Paraná, Brazil are structured by a mixture of environmental filtering, ecological drift and limited dispersal. Environmental filtering defines species abundance, selecting the best ecological strategies of species depending on altitude. Variation on species abundance sharing the same ecological strategies is explained in part by drift and limited dispersal, and in part by habitat filtering independent of species traits considered in the models. Hence, I refined how niche and neutral processes affect fern abundance on altitudinal gradients. In Chapter 3, I used a case study to explore the idea from community phylogenetics of inferring processes affecting communities based on patterns of phylogenetic structure. I used the modeling framework from Chapter 3 to simulate communities built by niche, neutral and combination of both processes. I found that communities based on niche processes are likely to generate a random phylogenetic structure. The detection of random phylogenetic strucure was even more common on communities built solely by neutral processes and combination of both niche and neutral processes. Therefore, the case study showed that a non random phylogenetic strucure is unlikely and that neutral processes strongly affect the outcome of phylogenetic patterns. Based on the framework proposed on this thesis it is possible to delimit the influence of niche and neutral processes on community assembly and to understand what are the consequences in terms of community patterns. Translating different processes into mixed models can be a powerful tool to quantify patterns and built explanations on how the processes operate together
 
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Sara_Mortara.pdf (5.87 Mbytes)
Data de Publicação
2016-09-29
 
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